문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 전자기 유도 (문단 편집) == 고등학교 물리학 수준의 설명 == {{{#!wiki style="text-align: center" [math(\displaystyle V=-N\frac{\Delta \Phi}{\Delta t})]}}} ([math(V)]는 전자기 유도에 의해 코일 양쪽에 생기는 전압, 즉 전류를 흐르게 하는 원인인 '''유도 기전력'''의 세기[* 참고로 단위인 볼트와는 다르다], [math(N)]은 도선의 '''감은 수''', [math(\Phi)]는 자기장에 수직인 단면적을 지나는 자기력선의 총수인 '''자기 선속''', [math(t)]는 '''시간'''.) 전자기 유도에서 유도기전력의 세기는 코일의 감은 수가 많을수록 크다. 또한, 패러데이의 법칙에서 [math({\Delta \Phi}/{\Delta t})]는 단위시간 당 자기선속의 변화를 뜻하는데, 이는 단위시간 당 자기선속의 변화가 클수록 유도기전력이 더 강하게 발생한다는 뜻이다. 맨 앞에 붙은 [math(-)]는 렌츠의 법칙에 따라 유도기전력의 방향이 반대로 된다는 뜻이다. 한편 자기선속은 [math(B=\Phi/A)]라는 공식에 따라 자기선속밀도(자기장의 세기) [math(B)]와 자기장의 수직인 면의 면적 [math(A)]의 곱으로 나타낼 수 있는데, 이에 패러데이 공식을 이렇게 변형할 수 있다. {{{#!wiki style="text-align: center" [math(\displaystyle V=-NB\frac{\Delta A}{\Delta t})] ([math(B)]가 일정할 때)}}} {{{#!wiki style="text-align: center" [math(\displaystyle V=-NA\frac{\Delta B}{\Delta t})] ([math(A)]가 일정할 때)}}} 우리는 위 3개의 식에서 다음과 같은 사실을 알아낼 수 있다. 전자기유도에서 유도기전력의 세기는 * 유도 전류가 만드는 자기장의 방향은 자기선속의 변화를 방해하는 방향이다. (렌츠의 법칙) * 코일에서 코일의 감은 수 ([math(N)])가 많을 수록 더 크다. * 단위 시간 당 자기선속의 변화 ([math({\Delta \Phi}/{\Delta t})])가 클수록 크다. * 자기장의 세기 [math(B)]가 더 센 자석일수록 크다. * 자석과 코일의 상대적 속력이 클수록 크다. * 균일한 자기장 영역을 일정한 속력으로 통과하는 도선에서, 단위 시간 당 자기장 영역을 지나가는 도선의 단면적의 변화 [math({\Delta A}/{\Delta t})]가 클 수록 크다. * 단위 시간 당 자기장의 변화 [math({\Delta B}/{\Delta t})]가 클수록 크다. {{{#!folding [예제] ----- 간단한 예제로 전자기 유도를 익혀보자. 그림과 같이 반지름 [math(R)]인 반원형 도선의 직선 부분의 중점이 좌표평면의 원점 [math(\rm O)]에 고정되어 각속도 [math(\omega)]로 회전한다. [math(T)]가 반원형 도선의 회전 주기라 할 때, 유도 기전력과 유도 전류의 방향을 구해보자. [math(t=0)]일 때 직선 부분은 [math(x)]축 위에 있었다. [[파일:namu_전자기유도_예제.png|width=300&align=center]] '''[1]''' [math(0 \leq t \leq 0.25T)]일 때 도선은 자기장 영역 I에 입사한다. 따라서 화면으로 들어가는 자기장에 대한 선속이 유입되므로 유도 전류는 '''반시계 방향'''으로 흐른다. 유도 기전력의 크기는 {{{#!wiki style="text-align: center" [br] [math(\displaystyle \begin{aligned} V&=B_{0}\frac{{\rm d}S}{{\rm d}t} \\&=B_{0} \frac{{\rm d}}{{\rm d}t} \left[\frac{1}{2}R^2 \cdot \omega t \right] \\&=\frac{1}{2}B_{0}R^2 \omega \\& \equiv V_{0} \end{aligned} )] }}} '''[2]''' [math(0.25T \leq t \leq 0.5T)]일 때 이 경우 영역 I의 선속은 일정하다. 따라서 이때는 영역 I에 대한 영향은 없이, 영역 II에 대한 영향만 받는다. 이때는 화면으로 뚫고 나오는 자기장에 대한 선속이 유입되므로 유도 전류는 '''시계 방향'''으로 흐른다. 유도 기전력의 크기는 {{{#!wiki style="text-align: center" [br] [math(\displaystyle \begin{aligned} V&=2B_{0}\frac{{\rm d}S}{{\rm d}t} \\&=2B_{0} \frac{{\rm d}}{{\rm d}t} \left[\frac{1}{2}R^2 \left(\omega t-\frac{\pi}{2}\right) \right] \\&=B_{0}R^2 \omega \\&=2V_{0} \end{aligned} )] }}} '''[3]''' [math(0.5T \leq t \leq 0.75T)]일 때 이 경우 영역 II의 선속은 일정하다 따라서 이때는 영역 II에 대한 영향은 없이 영역 I에 대한 영향만 받는다. 이때는 화면으로 들어가는 자기장에 대한 선속이 점차 줄어듬에 따라 유도 전류는 '''시계 방향'''으로 흐른다. 유도 기전력의 크기는 {{{#!wiki style="text-align: center" [br] [math(\displaystyle \begin{aligned} V&=B_{0}\frac{{\rm d}S}{{\rm d}t} \\&=B_{0} \frac{{\rm d}}{{\rm d}t} \left[\frac{1}{2}R^2 (\omega t-\pi) \right] \\&=\frac{1}{2}B_{0}R^2 \omega \\&=V_{0} \end{aligned} )] }}} '''[4]''' [math(0.75T \leq t \leq T)]일 때 이때 도선은 영역 II에서 나오게 된다. 화면을 뚫고 나오는 자기장에 대한 선속이 감소하므로 유도 전류는 '''반시계 방향'''으로 흐른다. 유도 기전력의 크기는 {{{#!wiki style="text-align: center" [br] [math(\displaystyle \begin{aligned} V&=2B_{0}\frac{{\rm d}S}{{\rm d}t} \\&=2B_{0} \frac{{\rm d}}{{\rm d}t} \left[\frac{1}{2}R^2 \left(\omega t-\frac{3\pi}{2} \right) \right] \\&=B_{0}R^2 \omega \\&=2V_{0} \end{aligned} )] }}} 아래는 반시계 방향의 전류를 [math(+)]로 하여 그려본 시간-전류 그래프이다. [[파일:namu_전자기유도_예제_그래프.png|width=390&align=center]]}}}저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기