변압기 - 유기기전력(Induced EMF) 발생하는 원리

1. 기본 개념: 전자기 유도

전자기 유도란, 자기장이 변할 때 도선이나 코일 내에 전류가 유도되는 현상이다. 이는 패러데이의 전자기 유도법칙에 의해 설명되며, 자기장의 변화는 유도 기전력을 발생시킨다.

 

2. 1차측: 전류가 흐르는 코일(입력 측)

1차측 코일에 교류 전압을 걸어주면 코일을 통해 교류 전류가 흐른다.
교류 전류가 흐를 때, 이 전류에 의해 코일 주변에 시간에 따라 변하는 자기장이 형성된다.
자기장의 크기와 방향은 전류의 변화에 따라 주기적으로 변한다.

 

3. 자기장 형성 및 전달

1차측 코일에서 발생한 변하는 자기장은 주변 공간으로 퍼져나가고, 2차측 코일에도 영향을 미친다.
2차측 코일은 1차측 코일과 근접해 있기 때문에 이 자기장이 코일을 관통하게 된다.

 

4. 2차측: 유도 기전력 발생(출력 측)

2차측 코일에 이 변하는 자기장이 도달하면, 전자기 유도 법칙에 따라 코일 내에 유도 기전력이 발생한다.
이는 자기장의 변화율에 비례하는 전압이다.

 

5. 상호 유도

1차측 코일의 전류 변화 → 1차측 코일 주변 자기장 변화 → 2차측 코일에 유도 기전력 발생.
이 과정을 상호 유도라 하며, 이 원리를 이용한 장치가 변압기이다.
1차와 2차 코일의 감은 수(권선 수)에 따라 유도된 전압의 크기가 결정된다.

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유기

유기라는 단어는 쉽게 말하면 "무언가를 일으키다"라는 의미이다.
물리학에서 "유기"는 어떤 현상이나 변화가 다른 현상을 '일으키는' 것을 말한다.

 

유기 기전력

자기장의 변화로 인해 생겨난 전압.

 

기전력과 전압의 차이

• 전압은 두 지점 사이의 전위 차이를 의미한다. 예를 들어, 배터리 두 단자 사이에 존재하는 전위 차이를 전압이라고 한다.
• 기전력(EMF)은 주로 전류를 발생시키는 힘을 의미하며, 전압을 만들게 되는 원인을 강조할 때 사용된다.
  주로 발전기, 배터리, 변압기와 같은 장치에서, 전류가 흐를 수 있도록 전압을 발생시키는 힘을 설명할 때 사용된다.

정리하면, 기전력은 전압이 맞지만, 주로 전압을 발생시키는 원인에 초점을 맞출 때 사용하는 용어이다.