차량용 교류발전기 alternator Byeong June MIN에 의해 창작된 Physics Lectures 은(는) 크리에이티브 커먼즈 저작자표시-비영리-동일조건변경허락 3.0 Unported 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.

차량용 교류발전기 alternator 차축에 연결된 영구 자석이 회전하여 기전력을 만든다.

교류발전기 AC generator 20 세기 초의 수력 발전기

복습 : 전류 고리에 작용하는 토크 전류 고리의 회전축 I 균일한 자기장 B

복습 : 전류 고리에 작용하는 토크 코일 면적 A = ab I 길이 b 길이 a 균일한 자기장 B

복습 : 전류 고리에 작용하는 토크 균일한 자기장 B I I 자기장 B의 방향 I q I 전류 고리의 방향 면적 벡터 A 크기 : 전류 고리의 면적 방향 : 전류 고리에 수직(오른손 법칙)

복습 : 전류 고리에 작용하는 토크 균일한 자기장 B 자기장 B의 방향 q

복습 : 전류 고리에 작용하는 토크 균일한 자기장 B a/2  자기장 B의 방향  q

복습 : 전류 고리에 작용하는 토크 균일한 자기장 B a/2 q 자기장 B의 방향 q 의 방향은 지면을 뚫고 나오는 방향이 된다. 면적 벡터 A 크기 : 전류 고리의 면적 방향 : 전류 고리에 수직(오른손 법칙)

AC generator – 무엇이 다른가? 코일 면적 A = ab 길이 b 길이 a uniform magnetic field B

AC generator

AC generator

AC generator 균일한 자기장 B 자기장 B 코일 면의 방향 q

예제. 어떤 교류 발전기가 도선이 8번 감겨진 고리로 구성되어 있고, 고리의 단면적은 0 예제. 어떤 교류 발전기가 도선이 8번 감겨진 고리로 구성되어 있고, 고리의 단면적은 0.0900 m2 이며, 전체 저항은 12 W 이다. 이 고리가 0.500 T의 자기장 안에서 60 Hz 의 일정한 진동수로 회전하고 있다.

예제. 어떤 교류 발전기가 도선이 8번 감겨진 고리로 구성되어 있고, 고리의 단면적은 0 예제. 어떤 교류 발전기가 도선이 8번 감겨진 고리로 구성되어 있고, 고리의 단면적은 0.0900 m2 이며, 전체 저항은 12 W 이다. 이 고리가 0.500 T의 자기장 안에서 60 Hz 의 일정한 진동수로 회전하고 있다. (a) 최대 유도 기전력은 얼마인가? 136 V (b) 최대 유도 전류는 얼마인가?

예제. 어떤 교류 발전기가 도선이 8번 감겨진 고리로 구성되어 있고, 고리의 단면적은 0 예제. 어떤 교류 발전기가 도선이 8번 감겨진 고리로 구성되어 있고, 고리의 단면적은 0.0900 m2 이며, 전체 저항은 12 W 이다. 이 고리가 0.500 T의 자기장 안에서 60 Hz 의 일정한 진동수로 회전하고 있다. (d) 코일을 회전시키기 위한 최대 토크는 얼마인가? 자기 토크

복습 : 전동기 균일한 자기장 B a/2  자기장 B의 방향  q 현재 시계 반대 방향으로 회전 중이라면 자기 선속은 감소하는 중이다. 따라서 유도기전력이 자기 선속을 증가시키는 방향으로 작용하게 된다.

전동기와 역기전력 전동기의 등가 회로 armature 가 회전하기 시작할 때에는 역기전력이 0에 가깝다. 회전이 증가하면 점차 역기전력이 증가하고, 전류가 감소하게 된다.

자체 유도 self-induction I B 자체 회로 내에서 일어나는 자기선속의 변화는 전류에 비례한다.

자체 유도 self-induction FB 는 자기장을 만들어낸 전류가 흐르는 회로 면에 대한 선속 B I I

인덕터는 전류 변화에 반대되는 방향으로 유도 기전력을 발생한다. 자체 유도 self-induction L : 자체인덕턴스 단위 : H (Henry) – SI unit 인덕터는 전류 변화에 반대되는 방향으로 유도 기전력을 발생한다.

예제. 길이가 l 이고, 도선이 균일하게 N 번 감긴 솔레노이드의 인덕턴스를 구하라 예제. 길이가 l 이고, 도선이 균일하게 N 번 감긴 솔레노이드의 인덕턴스를 구하라. 단, l 은 솔레노이드의 반지름에 비해서 매우 크고, 그 내부는 비어있다고 가정하라. 단면적 A 솔레노이드 내부의 자기장 B I I

예제. 길이가 25.0 cm, ,단면적이 4.00 cm2 , 그리고 도선의 감은 수가 300 인 솔레노이드의 인덕턴스를 구하라. I I

예제. 이 때 전류가 50.0 A/s 의 비율로 감소한다면, 솔레노이드에 유도되는 자체유도 기전력은 얼마인가?

RL 회로 R I E/R I L t E RL 회로의 시정수 (time constant)

인덕터의 자기장에 저장된 에너지 비교: 축전기의 전기장에 저장된 에너지

예제. 12.0 V 전지에 25.0 Ω 저항과 5.00 H 인덕터가 직렬 연결되어 있다. (a) 최대 전류를 구하여라. 스위치를 켠 순간에는 전류가 갑자기 흐르기 시작하므로, 인덕터가 최대한으로 전류가 흐르는 것을 방해한다. R 시간이 많이 흐르면, 전류의 변화가 없어지므로 인덕터는 거의 기전력을 만들지 않는다. I L E

예제. 12.0 V 전지에 25.0 Ω 저항과 5.00 H 인덕터가 직렬 연결되어 있다. (b) 이 때 인덕터에 저장된 에너지를 구하여라. R I L E

예제. 12. 0 V 전지에 25. 0 Ω 저항과 5. 00 H 인덕터가 직렬 연결되어 있다. (c) 전류가 1 예제. 12.0 V 전지에 25.0 Ω 저항과 5.00 H 인덕터가 직렬 연결되어 있다. (c) 전류가 1.50A/s 의 비율로 변화하고 있을 때, 인덕터에 저장된 에너지를 구하여라. 회로에 대하여 키르히호프의 법칙을 적용하자. R I L E