패러데이법칙 5분만에 이해하기

 

교류 전기는 어떻게 만들어질까요? 손전등의 건전지를 거꾸로 끼우면 불이 들어오질 않습니다. 그건 배터리가 직류이며 한쪽 방향으로만 전류가 흐르기 때문입니다. 

 

 

하지만 교류전기는 어떤 방향으로 연결해도 전류가 흐르게 됩니다. 선풍기 콘센트를 어떤 방향으로 꽂아도 작동되는 것이 그 이유입니다.

 

 

 

패러데이법칙은 바로 그 교류 전기의 크기를 증명한 법칙입니다.패러데이는 교류의 크기(패크) , 렌쯔는 교류의 방향(렌방)이렇게 외우시면 전기기사 필기 준비하시는 분들은 과년도 문제 대부분을 맞출 수 있을 것입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 목차

 

• 30초 렌츠의법칙
• 교류전기가 만들어지다. 
• 패러데이법칙 왜 알아야하는가 ? 
• 변압기와 발전기의 원리

 

 

 

 

 

 

  30초 렌쯔의 법칙

 

 

렌쯔의 법칙과 패러데이의 법칙이 생각보다 헷갈릴 것입니다. 렌쯔의 법칙은 코일에 자석을 넣었다 뺏다하니 자석이 들어오고 나가는 것을 방해하는 방향으로 자기장이 생기고 그와 동시에 전류의 방향도 바뀌는 것을 말합니다. 그림부터 보겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

렌쯔의 법칙은 자석이 움직일 때마다 그것을 방해하는 방향으로 자기장이 생기며 이때 앙페르의 오른손 법칙에 의해 전류에 방향도 시시각각 바뀌는 것을 말합니다. 더 자세한 건 전기 상식 카테고리의 렌쯔의법칙을 읽어보시면 됩니다. 

 

 

 

 

  교류의 크기 어떻게 결정되나 

 

 

패러데이 법칙을 정의해보면  "유도 기전력의 크기는 자속의 시간적인 변화에 비례한다"  입니다. 조금 쉽게 풀어서 설명을 해보겠습니다.

 

 

 

유도기전력의 크기 : 무언가로 유도된 전압의 크기는

자속의 시간적인 변화 : 자석에서 나오는 자속이 얼마나 빠르게 변화하느냐에 따라 크기가 달라진다.

 

 

 

 

 

 

 

 

즉 교류전압의 크기는 감겨있는 코일에 자석을 얼마나 빨리 넣었다. 뻇다 하느냐에 따라 달라진다는 것입니다. 공식으로 한번 보겠습니다.  

 

 

 

 

 

 

 여기서 자석을 빠르게 움직이는 원리가 바로 발전기 및 변압기입니다. 화력발전이나 풍력발전처럼 자석을 회전시켜 주변에 코일을 이용해 유도 기전력을 만들어냅니다.

 

 

 

변압기도 같은 원리입니다. 철심에 코일을 감아 전기를 흘려줌으로써 철심 자체가 위 그림의 자석처럼 움직이게 합니다. 

 

 

 

 

 패러데이 법칙은 왜 알아야 하는가

 

 

 

 

 이와 같은 법칙들은 왜 알아야 할까요? 바로 전기설비들의 원리를 알 수 있기 때문입니다. 발전기는 코일을 감아 그 안에 자석을 돌리면 패러데이와 렌쯔의 법칙에 의해 코일에 자석을 넣었다 뺏다 하는 것과 같은 원리로 교류 전기가 만들어집니다. 변압기는 조금 다르지만 원리는 같습니다.

 

 

 

변압기 그림은 이해하기 쉽게 자석을 그려 넣었는데, 1차 측에 교류 전기를 흘리면 철 덩어리에서 자속이 발생하여 마치 자석이 됩니다. 그리곤 2차 측을 향해 갑니다.  2차 측은 마치 자석을 넣었다 뺏다 하는 것처럼 되어 교류 전기가 생기는 것입니다. 

 

 

 

 

글을 마치며

 

전기 공부를 하다 보면 꼭 마주치는 여러 가지 법칙들은 저 또한 별거 아니라고 생각하고 암기만 하고 넘어간 적이 많습니다. 어차피 실무에서는 필요 없기 때문입니다.

 

 

 

하지만 이러한 법칙들을 이해하고 있으면 실무에서 좀 더 깊은 시야로 일을 할 수 있게 된다는 걸 알게 되었습니다. 꼭 이해하고 넘어가셨길 바랍니다. 이상으로 글을 마치겠습니다.