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제20강 유도전압과 인덕턴스
20.1 유도 기전력과 자기 선속
• 유도 기전력
Switch: ON → 검류계 바늘이 한 쪽으로 치우쳤다가 제자리로 되돌아감
2차 코일을 통과하는 자기장 변화 → (유도)전류 생성
[1차 회로에 정상 전류가 흐르면 → 유도전류(×)]
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• 자기 선속

자기장 B가 고리에 수직선과 이루는 각 : 
자기선속   B  A  B  A  cos
  0  max  B A
   / 2  min  0
단위: SI단위계 T  m2 혹은 Wb
실제는, 자기선속이 변하면 유도 전류가 생성
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20.2 패러데이의 유도 법칙
도선 고리를 통과하는 자(기선)속이 변하면 유도전류가 생긴다.

유도 기전력    N 
;  : 자기 선속
t
N : 고리 수
부호 : (렌쯔의법칙)

 : 증가(감소)  감소(증가)시키는 쪽으로 유도 기전력이생성됨.
즉, 원래의 자속을 유지하려는 경향이있음.
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예제 20.1 패러데이의 법칙
한 변의 길이가 18cm인 정사각형 막대에 도선이
200번 감겨져 있다.
코일 전체 저항 R=2Ω
B : 0  0.5T
) 자기장이시간에따라 변하는 경우
t  0  0.8s

, N  200
t
  B  A, A  (0.18m) 2  0.0324m 2
  N 
  0.5  0.0324 0.0162T  m 2
  200
0.0162
 4.05V
0.8
유도전류 

R
 2.03A
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20.3 운동 기전력
길이가 ℓ인 도체 막대:
전자: 자기력 Fm→아래쪽으로 이동
→전하분리→전기장 형성
Fe  q  E( 전기력)
Fm  q  v  B( 자기력)
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평형: Fe  Fm  E  v  B
V : 도체양단의전위차 V  E  l
V  E  l  B  l  v
t동안에 x만큼 도체 막대가 움직인다고 하자.
  B  (x  l )

 B  l  v : 유도 기전력
t
 B l v
I 
R
R
 

Fm  I  l  B
 
Fa : 외부에서공급해주는일정한 힘
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예제 20.2 에너지의 근원은 어디에 있는가?
길이가 0.05m인 막대기가 위의 그림과 같이 자기장이 0.25T인
곳에서 2.0m/s로 미끄러지고 있다. 그리고 저항R은 0.5Ω이다.
(a) 유도 기전력?
  B  l  v  0.25V
(b) 유도 전류?
I

R
 0.5 A
(c) 저항R에서 소모되는 전력?
P    I  0.13W
(d) Fa
P  Fa  v  0.13
0.13
 0.063N
v
 Fm  I  l  B  0.5  0.5  0.25  0.0625N
Fa 
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20.4 렌츠의 법칙
원래 자기 선속을 유지하려는 쪽으로 유도 기전력이 생성됨.
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20.5 발전기
역학적 에너지
→
전기 에너지
교류 발전기
외부 자기장 안에서 일정한 각속도로 회전하는 고리
자기력: 도선 AB, CD에서는 도선에 수직 방향으로 자기력
∴ 기전력(×)
도선 BC, AD에서만 기전력이 생김
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도선 BC에서 생성되는 기전력= B  l  v sin 
도선 DA에서 생성되는 기전력= B  l  v sin 
전기 유도 기전력
  2 B  l  v sin 
  wt
일정한 각속도로 회전 :

a
v  ( )w
2
  B(la) w sin wt
도선 고리수  N
  NBAwsin wt ; A  l  a
 max  NBAw
for   90 or 270
w  2f
미국, 캐나다, 한국:
f  60Hz
유럽의 일부국가:
f  50Hz
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• 전동기
전기 에너지 → 역학적 에너지
전원→도선고리에 전류공급→자기력→회전→역학적 에너지
코일 회전→코일을 통과하며 변하는 자기 선속→코일에 흐르는
전류를 감소시키는 역기전력 생성
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20.6 자체 인덕턴스

I
 L 
t
t
L : 자체 인덕턴스
  N 
L  N


N
For t  0,  I  0    0
I
I
 단위: 헨리( H ) 1H  1V  s / A
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예제 20.3 솔레노이드의 인덕턴스
길이: l , 도선이 균일하게 N번 감긴 솔레노이드
B   0 nI A : 솔레노이드 단면적, n  N / l
  BA   0 nI A  L  N  0 n A
 N 2 0 A / l
20.7 자기장에 저장된 에너지
PEL 
1 2
LI
2
1
1 Q2
2
cf . PEC  CV 
2
2 C
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