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인덕턴스

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요약 일정한 전류는 일정한 자기장을 형성하지만 지속적으로 변화하는 전류, 교류, 불안정한 직류는 변화하는 자기장을 형성하며 이것은 다시 자기장 내에 있는 도체 내부에 기전력을 유도한다. 유도 기전력의 크기는 전류의 변화율에 비례한다. 이때의 비례상수를 인덕턴스라고 한다. 기전력이 전류가 변화하고 있는 도체가 아닌 다른 도체에 유도되면 이 현상을 상호유도라고 하며 변압기에서 그 예를 볼 수 있다. 또한 도체 내부에서 변화하는 전류에 의해서 자기장이 변화하면 그 도체 내부에 기전력이 형성된다. 이런 현상을 자체유도라고 한다. 자체유도된 기전력은 이를 초래한 변화와 반대되는 방향으로 나타난다. 어떤 코일의 자체유도 또는 인덕턴스는 전류와 자기장의 변화를 반대하는 전자기적인 관성으로 생각할 수 있다.

인덕턴스

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일정한 전류는 일정한 자기장을 형성하지만 지속적으로 변화하는 전류, 교류, 불안정한 직류는 변화하는 자기장을 형성하며 이것은 다시 자기장 내에 있는 도체 내부에 기전력을 유도한다. 유도 기전력의 크기는 전류의 변화율에 비례한다. 이때의 비례상수를 인덕턴스라고 하며 이 값은 도체 내에 유도된 기전력을 전류의 변화율로 나눈 것이다. 기전력이 전류가 변화하고 있는 도체가 아닌 다른 도체에 유도되면 이 현상을 상호유도라고 하며 변압기에서 그 예를 볼 수 있다.

또한 도체 내부에서 변화하는 전류에 의해서 자기장이 변화하면 그 도체 내부에 기전력이 형성된다. 이런 현상을 자체유도(self induction)라고 하며 유도된 기전력과 전류의 변화율의 비값을 자체유도로서 특정짓는다. 자체유도된 기전력은 이를 초래한 변화와 반대되는 방향으로 나타난다.

따라서 전류가 코일 내부를 흐르기 시작하면 금속 자체의 저항뿐만 아니라 또다른 형태의 저항을 받게 된다. 반면에 코일을 포함한 어떤 전기회로에 일정한 전류가 흐르고 있을 때 갑자기 회로가 차단되면, 자기장이 급격히 감소하면서 전류와 자기장을 지속하려는 유도 기전력이 생겨 스위치의 접점 사이에 스파크가 생길 수도 있다. 어떤 코일의 자체유도 또는 간단하게 인덕턴스는 전류와 자기장의 변화를 반대하는 전자기적인 관성으로 생각할 수 있다.

인덕턴스는 주어진 도체의 크기와 형태, 코일의 경우에는 권선의 수에 따라 다른 값을 가지며 연철로 만든 심에 감은 코일은 공심(空心)을 가진 코일에 비해 전류의 증가를 훨씬 효과적으로 막아준다. 철심은 인덕턴스를 증가시켜준다. 즉 코일에서 동일한 변화율로 전류가 변화할 때 전류를 막기 위해 더 큰 역기전력이 생겨나게 된다.

자체유도의 단위는 H(헨리)로, 이는 자기유도현상을 최초로 발견한 19세기 미국의 물리학자인 조지프 헨리를 기념하여 명명한 것이다. 1H는 1V를 1A/s로 나눈 것이다. 1A/s의 비율로 변화하는 전류가 1V의 기전력을 유도하면 이 회로는 1H의 인덕턴스를 가지는데 이는 상당히 큰 인덕턴스이다.

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