분야
hwp이 실험에서는 패러데이를 따라서 간단한 실험을 통하여 전자기이끎 현상의 존재를 실감하고 또, 같은 규격의 직류 전동기를 벨트로 연결하여 돌림으로서, 자기마당 안에서 코일이 회전할 때 생기는 전위차를 조사하여 전자기이끎 현상을 정량적으로 이해한다. 부수적으로는 전자기 현상을 비롯하여 물리현상에서 자주 적용되는 상반 정리를 살펴보고 전동기에 대한 이해도 돕는다.
2. Theory
먼저 간단한 전동기의 구조를 살펴보기로 하자. 아래 그림은 영구 자석에 의한 자기마당 안에서 감긴 줄토리(코일)에 전류가 흐를 때 줄토리에 생기는 돌림힘을 이용한 직류 전동기의 작동 원리를 보여주는 것이다. 직류전류가 흐르는 줄토리는 자기마당을 만들어 내며 마치 영구 자석과 같은 역할을 한다. 따라서 두 자석의 같은 극끼리 가까이 있을 때 돌림힘을 받아서 줄토리는 돌아간다. (a ~ c) 이제 (c)의 위치에서는 서로 다른 극끼리 가까이 있게 되므로 두 극은 서로 잡아당겨 더 이상 도는 것을 방해하나, 줄토리의 돌기 운동의 관성이 어느정도 벗어나게 하며(d) 또, 이때 줄토리의 접촉 단자(j)의 작용으로 줄토리에 흐르는 전류의 방향을 뒤집어 새로운 돌림힘을 계속해서 받도록 한다. 이와같은 과정으로(e ~ f) 줄토리의 돌기가 계속되고 줄토리에 연결된 축을 돌리는 원리이다.
교류 발전기에서는 영구 자석에 의한 자기마당 안에서 도체로 된 고리를 돌려서(이때 돌리는 힘은 물의 퍼텐셜에너지나 석유, 석탄 등의 화학에너지 또는 원자력에너지 등을 이용한다.) 이끌리는 기전력을 이용한다. 즉, 아래 그림의 (c)에서와 같이 고리의 단면에 수직한 선이 자기마당과 각도 θ를 이룰 때 고리면을 지나는 자기다발은
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