| English | 의미 |
|---|---|
| electromagnetic induction/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ɪnˈdʌkʃn/ | 전자유도 |
| magnetic flux/mæɡˈnetɪk flʌks/ | 자기 통량 |
코일 근처에서 자석을 흔들면 — 전기를 만듭니다
- 자석을 코일 안으로 밀어 넣고 빼내면, 배터리 없이도 전류가 흐릅니다.
- 자석을 움직이면 전압이 생성됩니다 — 모터 효과의 역과정입니다.
- 이를 전자기 유도라 하며, 지구상의 모든 발전기가 이를 작동시킵니다.
- 석탄부터 풍력까지 모든 발전소는本质上 코일 근처에서 자석을 돌리는 것입니다.
변하는 장이 전압을 유도합니다
- 중요한 것은 코일을 통과하는 자기장의 변화 — 즉 자속입니다.
- 변하는 자속이 코일에 전압(EMF)을 유도합니다.
- 자석을 움직이거나, 코일을 돌리거나, 전류 켜기/끄기 — 어떠한 변화든 가능합니다.
- 모든 것을 고정해 두면 유도 전압이 사라집니다. 중요한 것은 변화입니다.
유도 전류를 발생시키다
코일에 자석을 다른 속도로 움직이고 유도 전류가 어떻게 변하는지 관찰하세요.
코일에서 전압을 유도하기 위해 필요한 것은 무엇인가?
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
변화하는 플럭스만이 EMF를 유도하며, 일정한 장은 아무것도 하지 않는다.
패러데이의 법칙
- 패러데이의 법칙: 유도된 EMF는 자속의 변화율과 같다, $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$.
- $N$는 권수의 개수이며, $\Phi$은 각 권수를 통과하는 자기장 강도(자속)입니다.
- 더 빠른 변화나 더 많은 권수는 더 큰 유도 전압을 생성합니다.
- 마이너스 부호는 렌츠의 법칙 — 유도된 전류는 자신을 생성한 변화를 opposition합니다.
$100$ 권 수의 코일에 $0.02\ \text{Wb}$만큼의 자기 플럭스 변화가 $0.5\ \text{s}$时间内 발생할 때, 유도 기전력(EMF)의 크기는 $\text{V}$ 단위로 몇 V인가?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$|\varepsilon| = N\Delta\Phi/\Delta t = 100 \times 0.02/0.5 = 4\ \text{V}$.
코일의 회수를 늘리면 유도 EMF는:
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$\varepsilon = -N\Delta\Phi/\Delta t$: 더 많은 회수 $N$는 더 큰 EMF를 산다.
패러데이의 법칙의 마이너스는 ____ 법칙이다: 유도 전류는 변화를 반대한다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
렌츠의 법칙: 유도 전류는 자신을 생성한 플럭스 변화를 반대한다.
발전기와 변압기
- 발전기는 장 내에서 코일을 회전시켜 지속적으로 자속을 변화시켜 교류전기를 만듭니다.
- 변압기는 한 코일에 흐르는 변전류를 이용하여 다른 코일에서 전압을 유도합니다.
- 두 현상 모두 패러데이의 법칙이 작동하여, 운동(또는 변전류)을 전압으로 변환하는 것입니다.
- 전자기유도는 전기와 자기 사이의 양방향 연결고리입니다.
코일 안에서 고정된 자석은 일정한 전류를 유도한다.
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플럭스의 변화가 없으면 유도 전류가 없다 — 자석이 움직여야 한다.
코일 내 유도 EMF를 증가시키는 모든 방법을 선택하십시오.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
더 빠른 변화, 더 많은 회수 또는 더 강한 자석은 모두 EMF를 높입니다. 정지해 있으면 아무것도 유도되지 않습니다.
유도현상은 단순한 자기장이 아닌 변화하는 자속이 필요합니다. 코일 내부에 정지해 있는 자석은 유도전류를 생성하지 않으며, 움직여야(자속을 변화시켜야)만 가능합니다. 또한 렌츠의 법칙(마이너스 부호)은 유도전류가 이를 유발하는 변화를 항상 억제한다는 것을 의미합니다.
$N = 100$개의 권수를 가진 코일에 $\Delta\Phi = 0.02\ \text{Wb}$만큼의 자속 변화가 $\Delta t = 0.5\ \text{s}$时间内 발생했습니다. 유도 기전력의 크기를 구하십시오.
- $|\varepsilon| = N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t} = 100 \times \dfrac{0.02}{0.5} = 4\ \text{V}$.
자속을 더 빠르게 변화($\Delta t$를 작게)시키면 유도된 전압이 커집니다.
전자기유도: 변화하는 자기장 자속이 EMF를 유도합니다. 패러데이의 법칙: $\varepsilon = -N\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ — 더 빠른 변화나 더 많은 코일 개수는 더 높은 전압을 의미합니다. 마이너스 부호는 렌츠의 법칙(유도된 전류는 변화를 반대함)입니다. 발전기와 변압기는 모두 이 원리에 따라 작동합니다.