렌쯔의법칙 10분만에 이해하기

전기를 사용하고자 콘센트에 플러그를 꽂을 때 우리는 방향에 상관없이 그냥 꽂아서 사용합니다. 그 이유는 시간에 따라 전류의 방향이 변하는 교류 전기를 사용하고 있기 때문입니다. 오늘은 어째서 교류전류는 방향이 변하는지 렌츠의 법칙을 통해 알아보고  스스로 설명해보는 시간도 가져보시길 바랍니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 유도기전력의 방향은 자속의 증감을 방해하는 방향으로 발생한다.

 

정의가 참 어렵습니다. 대충 코일에 자석을 넣었다 뺐다 하는 것 까진 자주 봤지만 무슨 말인지 모르겠으니 좀 더 쉽게 풀어보겠습니다. 

 

 

 

유도기전력의 방향은 (어떤 무언가로 의해 만들어진 전류의 방향은) 

 

자속의 증감을 (자석이 움직이며 발생하는  자속이 생기고 없어지고)

 

방해하는 방향으로 발생한다. (그 자속을 방해하는 방향으로 유도기전력이 발생한다.)

 

 

 

 

 코일을 감아서 그 안에 자석을 왔다 갔다하니, 전류가 발생하는 겁니다. 그런데 지침이 가만히 있지 않고 왔다갔다 하면서 전류의 방향이 계속 바뀌고 있는 것을 알 수 있습니다. 바로 이것을 설명하는 게 렌츠의 법칙입니다. 

 

 

 

 

 

 

 

 하지만 자석이 운동을 멈추면 더 이상 전류가 발생하지 않습니다.  여기서 자석이 움직이면서 발생하는 게 유도 기전력입니다. 아무것도 없는 코일에 자석만 넣었다 뺐다 하니 전기가 유도됐다 하여 유도 기전력인 것입니다.

 

 

 

 자석이 다가가면 코일에선 다가오지 못하게 하는 힘이 발생합니다. 즉 방해하는 힘입니다.  선풍기를 예를 들어 틀었는데 그렇게 빨리 돌다가도 코드를 뽑는 순간 바로 멈춰버립니다. 원래라면 몇 분은 계속 돌아야 되는데 그렇지 않습니다. 바로 렌츠의 법칙 때문입니다. 전기공급이 끊긴 순간 렌츠의 법칙으로 인해 방해하는 힘을 받게 되어 바로 멈추는 것입니다. 더 자세한 건 플레밍의 오른손 왼손법칙에서 설명해보겠습니다.

 

 

 

 

 자석이 들어올 땐  방해하더니 막상 들어오고 나니 내 편이 되었습니다. 그런데 나가려고 하니 나가지 못하게 방해하는 힘이 발생합니다. 이것이 계속 반복되며 전류의 방향은 계속 바뀌게 됩니다.

 

 

 

  스스로를 소리 내어 가르쳐 보세요

 

전기설비를 그냥 눈으로 보면 고철덩어리이지만 그 속에서 발생하는 법칙을 알면 지식의 연결고리가 더 빨리 형성됩니다. 눈으로 대충 보고 넘어가면 반드시 까먹게 되니 스스로를 가르쳐보는 시간을 가져보시길 바랍니다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

현상태를 유지하고 싶어 하는 법칙이다.

 

렌츠의 법칙은 변화를 싫어하는 법칙입니다. 현재 상태를 유지하고 싶어하고,  에너지를 만들기 위해선 그냥 얻어지는게 없다는 것을 알수있습니다. 원자력발전 , 화력발전 , 수력발전 등을 생각해보면 현상태를 유지할려는 에너지를 얻어내는게  많은 설비와 인력이 필요하며 쉽지 않다는것을 알수 있습니다..

 

 

 

렌츠의 법칙은 교류가 어떻게 만들어지는 알 수 있는 가장 중요한 이론입니다. 물론 전기기사에서는 필기문제에서 문항중 방향이라는 단어만 골라도 거의 맞출 수 있습니다. 하지만 렌쯔의 법칙을 이해하고 내 입으로 설명할 수 있어야 변압기와 전동기 , 발전기가 어떤 원리로 작동하는지 알 수 있습니다.

 

 

 

위 실험에선 자석을 직접 사람이 왔다 갔다 하지만 , 변압기는 철심을 전자석으로 만들어 가만히 있어도 렌츠의 법칙을 만들어 교류전압을 승압 또는 강압하게 됩니다. 그래서 변압기의 원리를 알려면 렌쯔의법칙을 반드시 알아야 합니다

 

 

 이상으로 글을 마치겠습니다.