앙페르의 오른손법칙 5분만에 이해하기

뉴스에서 흔히 감전사고를 종종 접하곤 합니다. 감전이 됐을 때 도체로부터 몸을 떼어내면 되는데 자기장의 힘으로 인해 그러지 못합니다. 즉 전기가 흐른다는 건 자기장(자석의 힘)이 발생한다는 것입니다. 오늘은 앙페르의 오른손 법칙을 통해 전류가 흐를 때 자기장의 흐름과 이 법칙이 왜 중요한지 알고 넘어가시길 바랍니다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 목차

 

• 전류가 흐르는데 자석의 힘이 ?
• 도선에 가까워 질수록 강한 자기장
• 철심에 도선을 감게되면 바뀌는 것

 

 

 

 

 

 

 전류가 흐르는데 자석의 힘이 ? 

 

도선에 전류를 흘렸더니 나침반이 이동하는 것을 보고 자기장의 방향을 알게 된 것이 앙페르의 오른손 법칙입니다. 오른나사 법칙이라고도 하며, 원리는 매우 간단합니다. 

 

 

 

 

앙페르의 오른손 법칙은 오른손만으로 전류의 방향과 자기장의 방향을 알 수 있습니다.  그렇지만 방향보다는 원리에 집중하는 게 더 중요합니다. 전선에 전류가 흐르면 자기장이 발생한다. 이것이 핵심입니다. 이 원리가 어디에 적용이 될까요? 

 

 

 

 

 

 

 

 후크메타는 전선에 전류가 얼마나 흐르는지 알 수 있는 측정용 기기입니다. 앙페르의 법칙의 실사용 예입니다. 도선에 전류가 흐르고 이로 인해 생긴 자기장이 후크메타에 유도전류를 만들어 내어 측정을 하게 됩니다. 이밖에도 전자석 , 계기용 변류기 도 앙페르의 법칙의 실사용 예라고 볼 수 있습니다. 

 

 

 

 

 

후크메타에 2개의 선을 걸게 되면 각각 전선에서 발생하는 자기장이 서로 상쇄되어 , 측정이 되지 않는다. 그래서 한선만 걸어서 측정해야 한다. 

 

 

 

 

 

 도선에 가까워질수록 강한 자기장

 

자석도 N 극과 S 극을 멀리 떨어뜨려 놓으면 붙지 않듯이 전류가 흐르는 전선도 마찬가지입니다. 전선에서 멀어질수록 자기장의 세기는 감소합니다. 

 

 

 

 

 

 

  철심에 도선을 감게 되면 

 

철심에 도선을 감게 되면 한 선에서 흐르는 법칙이 반대가 됩니다. 엄지의 방향이 자기장이 되고 , 나머지 감기는 손의 방향이 전류가 됩니다. 이 원리는 반드시 익혀두시길 바랍니다. 변압기의 원리와 교류전류를 이해하는데 도움이 됩니다. 

 

 

 

• 코일이 어떻게 감겨있는지를 보고 전류와 자기장의 방향을 보자.

 

 

 

 

 

 

 

철심의 자기장의 세기는 코일을 얼마나 많이 감느냐 , 전류가 얼마나 높느냐에 따라 달라진다. 쉽게 말하면 철심의 자석의 힘이 강해지려면 더 높은 전류와 더 많은 코일을 감으면 된다.

 

 

변압기가 위험한 이유는 거대한 철 덩어리에 매우높은 전류와 수백 번 이상의 코일이 감겨 있기 때문이다. 이런 자석의 힘을 기자력이라 하며 공식은 F=NI 가 된다. 

 

N = 코일 감은 횟수  I = 전류 

 

 

 

 

 

글을 마치며 

 앙페르의 오른손 법칙은 변압기를 이해하기 위해선 반드시 알아야합니다. 그림 상에선 전류의 방향이 정해져 있지만 교류전류인 변압기에서는 방향이 계속 바뀌게 되므로 , 렌쯔의 법칙과 패러데이 법칙을 꼭 익히고 변압기를 공부하시길 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.