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자기선속(magnetic flux)은 다음과 같다.hwp [물리학실험 레포트 보고서] 전기발전기의 원리. 막대 자석의 극으로 이 실험을 반복하면 극으로 실험한 경우와 반대의 결과를 얻을 수 있다.hwp [물리학실험 레포트 보고서] 전기발전기의 원리. (1) 여기서 은 면 에 수직한 단위벡터이고, 회로에 유도 기전력이 형성됨을 의미한다. 자기선속의 SI단위는 weber:이다. (4) 유도 기전력은 Faraday 법칙에 의해 (5) 이고, 번 감은 코일의 경우 유도 기전력은 다음과 같다. 다시 코일 내에서 막대 자석을 빼낼 경우, 검류계의 검침 바늘은 막대 자석을 집어넣은 경우와 반대로 움직이게 된다. (3) 교류 발전기의 원리와 직류 발전기 그림 4와 같이 균일한 자기장 내에서 일정한 각속도 로 회전하는 하나의 직사각형 고리를 고려하자.. 그림 2는 막대 자석 극을 코일 내부로 집어넣은 경우 자기장(자기력선)의 변화를 나타낸다.hwp [물리학실험 레포트 보고서] 전기발전기의 원리. Faraday의 전자기 유도 법칙은 자기선속의 시간적 변화율과  ......

 

 

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9강 전기 발전기의 원리

1) 이론

(1) 전자기 유도의 기본 실험

 

회로 주위의 자기장을 변화시키면 그 회로에는 전류가 유도된다는 전자기 유도 법칙이 1830년대 초 Faraday와 Henry에 의해 각각 밝혀졌다.

그림 1과 같이 막대 자석의 극을 코일의 내부로 집어 넣으면 막대 자석이 움직이는 동안 검류계의 검침 바늘이 움직이게 되고, 막대 자석이 코일 내부에서 정지 상태에 있으면 검류계는 0을 가리킨다. 다시 코일 내에서 막대 자석을 빼낼 경우, 검류계의 검침 바늘은 막대 자석을 집어넣은 경우와 반대로 움직이게 된다. 막대 자석의 극으로 이 실험을 반복하면 극으로 실험한 경우와 반대의 결과를 얻을 수 있다. 그림 2는 막대 자석 극을 코일 내부로 집어넣은 경우 자기장(자기력선)의 변화를 나타낸다.

이와 같이 기전력원이 연결되어 있지 않았음에도 불구하고 자기장의 변화에 의해 회로에 전류가 흐를 수 있으며 이 때 코일에 형성된 전류를 유도 기전력(induced electromotive force)에 의하여 형성된 유도 전류(induced current)라고 한다.

(2) Faraday의 법칙과 Lenz의 법칙

자기장 의 크기가 일정하고 면적이 인면을 통과하면, 자기선속(magnetic flux)은 다음과 같다.

(1)

여기서 은 면 에 수직한 단위벡터이고, 는 과 자기장 가 이루는 각이다. 자기선속의 SI단위는 weber:이다.

Faraday의 전자기 유도 법칙은 자기선속의 시간적 변화율과 형성되는 유도 기전력 의 관계로 다음과 같다.

(2)

식 (2)는 회로를 지나는 자기선속이 시간에 따라 변화하는 경우, 회로에 유도 기전력이 형성됨을 의미한다. 여기서 (-)는 자기선속이 시간에 따라 변화하면 이 변화를 상쇄시키는 방향으로 유도 기전력이 발생함을 나타내고 이것을 Lenz의 법칙이라 한다.

 

(3) 교류 발전기의 원리와 직류 발전기

그림 4와 같이 균일한 자기장 내에서 일정한 각속도 로 회전하는 하나의 직사각형 고리를 고려하자.

직사각형 고리를 통과하는 자기선속은

(3)

이다. 고리가 일정한 각속도 로 회전하므로 식 (3)은 다음으로 표현된다.

(4)

유도 기전력은 Faraday 법칙에 의해

(5)

이고, 번 감은 코일의 경우 유도 기전력은 다음과 같다.

…(생략)

 

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