| English | 의미 |
|---|---|
| inductance/ɪnˈdʌktəns/ | 인덕턴스 |
| henries/ˈhenriz/ | 헨리 |
코일은 자신의 전류 변화를 저항한다 — 전기 관성
- 코일의 전류를 갑자기 켜려고 하면 코일이 반발합니다.
- 자신의 변하는 선속은 변화를 반대하는 유도 전압을 만듭니다.
- 이 자기 반대를 인덕턴스라고 합니다.
- 이를 전기 관성으로 생각하세요: 코일의 전류는 빠르게 변하기를 좋아하지 않습니다.
자기 유도 전압
- 변하는 전류는 코일의 자체 권수를 관통하는 변하는 선속을 만듭니다.
- 패러데이와 렌츠에 따라 이는 역전압(back-EMF)을 유도합니다: $\varepsilon = -L\dfrac{dI}{dt}$.
- $L$는 인덕턴스이며, 단위는 리(H) 로 측정됩니다.
- 전류를 빠르게 변화시킬수록 코일의 반발이 강해집니다.
인덕터의 자기유도 기전력은 다음과 같습니다:
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$\varepsilon = -L\,dI/dt$ — 전류 변화율에 비례합니다.
$4\ \text{H}$ 인덕터의 전류가 $2\ \text{A/s}$로 변할 때, 유도된 EMF의 크기(V)를 구하십시오.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$|\varepsilon| = L\,dI/dt = 4 \times 2 = 8\ \text{V}$.
자화율의 SI 단위는 ____입니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
자화율 $L$은 리(H)로 측정됩니다.
인덕턴스를 결정하는 요소
- 정전 용량과 같이, $L$는 전류가 아닌 기하학적 구조에 의존합니다.
- 더 많은 권수, 더 큰 면적, 또는 더 긴 코일은 $L$를 변화시킵니다.
- 권수가 많고 촘촘하게 감힌 솔레노이드는 큰 인덕턴스를 가집니다.
- 철심(iron core)을 추가하면 $L$가 훨씬 더 크게 증가합니다.
필드에 저장된 에너지
- 전류가 형성되면 코일의 자기장에 에너지가 저장됩니다.
- 저장된 에너지는 $U = \tfrac12 L I^2$입니다.
- 축전기의 $\tfrac12 C V^2$ — 즉, 자기적 쌍둥이와 비교해 보세요.
- 전류를 갑자기 끄면 이 에너지를 어딘가로 방출해야 합니다(보통 스파크로).
자화율은 변화를 저지합니다
코일 내의 변화하는 전류는 전류 변화 속도에 비례하는 역기전력을 유도합니다.
전류 $I$을 흐르는 인덕터에 저장된 에너지는 다음과 같습니다:
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$U = \tfrac12 LI^2$ — $\tfrac12 CV^2$의 자기 쌍둥이입니다.
축전기의 거울상
- 축전기는 전압의 급격한 변화를 반대합니다.
- 인덕터는 전류의 급격한 변화를 반대합니다.
- 축전기는 전기장에 에너지를 저장하고, 인덕터는 자기장에 에너지를 저장합니다.
- 두 소자는 함께 에너지 저장 회로의 핵심 요소입니다.
일정한 변화 없는 전류가 흐를 때, 이상적인 인덕터는 일반 도선과 유사하게 동작합니다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$dI/dt = 0$은 영의 역기전력을 제공하므로 평면 도선과 같이 행동합니다.
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난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
전류의 변화를 저지하며, 기하학적 L을 사용하여 ½LI²를 저장합니다. 전압의 변화를 저지하는 소자는 콘덴서입니다.
코일은 $L = 2\ \text{H}$을 가지고 있으며, 전류가 $3\ \text{A/s}$로 변할 때 유도 기전력(EMF)을 구하세요.
- $|\varepsilon| = L\dfrac{dI}{dt} = 2 \times 3$.
- $|\varepsilon| = 6\ \text{V}$, 변화에 반대하는 방향입니다.
인덕터는 전류 그 자체를 아니라 전류의 변화를 반대합니다. 일정한 전류($dI/dt = 0$)에서는 역기전력이 전혀 발생하지 않습니다—이때 코일은 일반 도선과 같은 역할을 합니다. 전류가 변하는 동안에만 반대합니다.
자감도 $L$(헨리 단위)는 코일의 전기적 관성입니다: 전류가 변하면 self-induce되는 역기전력 $\varepsilon = -L\,dI/dt$이 발생합니다. 이는 기하학적 구조에 의존하며, 에너지 $U = \tfrac12 LI^2$를 저장합니다. 인덕터는 전류의 변화를 반대하며, 이는 전압의 변화를 반대하는 축전기와 거울상의 관계입니다.