자기장 및 인덕턴스

전자가 도체를 통해 흐를 때마다 해당 도체 주위에 자기장이 발생합니다. 이 효과를 전자기라고 합니다. .

자기장은 원자 내 전자의 정렬에 영향을 미치며, 전기장이 전하를 띤 입자 사이에 힘을 발생시키는 것과 마찬가지로 공간을 가로질러 원자 사이에 물리적인 힘을 발생시킬 수 있습니다. 전기장과 마찬가지로 자기장은 완전히 빈 공간을 차지할 수 있으며 멀리 있는 물질에 영향을 줄 수 있습니다.

필드 포스 및 필드 플럭스

필드에는 두 가지 측정값이 있습니다. 필드 힘 및 필드 플럭스 . 필드 힘 필드가 특정 거리에 가하는 "밀기"의 양입니다. 플럭스 필드 공간을 통한 필드의 총량 또는 효과입니다. 필드 힘과 플럭스는 각각 도체를 통한 전압("밀기") 및 전류(흐름)와 대략 유사하지만 필드 플럭스는 완전히 빈 공간(전자와 같은 입자의 움직임 없이)에 존재할 수 있는 반면 전류는 발생할 수 있습니다. 이동할 자유 전자가 있는 곳.

전자의 흐름이 저항에 의해 반대될 수 있는 것처럼 필드 플럭스는 공간에서 반대될 수 있습니다. 공간에서 발생할 필드 플럭스의 양은 적용된 필드 힘의 양을 플럭스에 대한 반대의 양으로 나눈 값에 비례합니다. 전도성 물질의 유형이 해당 전도체의 전류에 대한 비저항을 나타내는 것처럼 자기장이 가해지는 공간을 차지하는 물질의 유형은 자기장 플럭스에 대한 특정 반대를 나타냅니다.

두 도체 사이의 전기장 플럭스는 해당 도체 내에 자유 전자 전하가 축적되도록 하는 반면 자기장 플럭스는 필드를 생성하는 도체를 통해 전자 흐름에 특정 "관성"이 축적되도록 합니다.

인덕터를 사용한 더 강력한 자기장

인덕터 이러한 현상을 이용하여 도선의 길이를 코일 형태로 형상화한 부품입니다. 이 모양은 직선 와이어로 생성되는 것보다 더 강한 자기장을 생성합니다. 일부 인덕터는 자체 지지 코일에 권선된 와이어로 형성됩니다.

다른 것들은 어떤 유형의 단단한 코어 재료 주위에 와이어를 감습니다. 때로는 인덕터의 코어가 직선형이고 다른 경우에는 루프(사각형, 직사각형 또는 원형)로 결합되어 자속을 완전히 포함합니다. 이러한 설계 옵션은 모두 인덕터의 성능과 특성에 영향을 미칩니다.

커패시터와 같은 인덕터의 개략도 기호는 코일 와이어를 나타내는 코일 기호에 불과하므로 매우 간단합니다. 단순한 코일 모양이 모든 인덕터의 일반적인 기호이지만 코어가 있는 인덕터는 코일 축에 평행선을 추가하여 구별되는 경우가 있습니다. 최신 버전의 인덕터 기호는 연속으로 여러 "험프"를 위해 코일 모양을 생략합니다.

전류가 코일 주위에 집중된 자기장을 생성함에 따라 이 자기장 플럭스는 코일을 통한 전자의 운동 운동을 나타내는 에너지 저장과 동일합니다. 코일에 전류가 많을수록 자기장은 더 강해지고 인덕터는 더 많은 에너지를 저장합니다.

인덕터는 자기장의 형태로 움직이는 전자의 운동 에너지를 저장하기 때문에 회로의 저항기(단순히 열의 형태로 에너지를 발산함)와 상당히 다르게 동작합니다. 인덕터의 에너지 저장은 인덕터를 통과하는 전류량의 함수입니다.

전류의 함수로 에너지를 저장하는 인덕터의 능력으로 인해 전류를 일정한 수준으로 유지하려는 경향이 있습니다. 즉, 인덕터는 변화에 저항하는 경향이 있습니다. 현재. 인덕터를 통과하는 전류가 증가하거나 감소할 때 인덕터는 변화에 "저항"합니다. 변화에 반대 극성의 리드 사이에 전압을 생성함으로써 .

인덕터에 더 많은 에너지를 저장하려면 인덕터를 통과하는 전류를 증가시켜야 합니다. 이것은 자기장의 세기가 증가해야 하고 자기장 세기의 변화가 전자기 자기유도의 원리에 따라 상응하는 전압을 생성한다는 것을 의미합니다.

반대로 인덕터에서 에너지를 방출하려면 인덕터를 통과하는 전류를 줄여야 합니다. 이것은 인덕터의 자기장이 세기가 감소해야 하고 자기장 세기의 변화가 자체적으로 반대 극성의 전압 강하를 유도한다는 것을 의미합니다.

가설적으로 단락된 인덕터는 외부 지원 없이 일정한 전류 비율을 유지합니다.

그러나 실질적으로 말해서 인덕터가 전류를 자체적으로 유지하는 능력은 초전도 와이어에서만 실현됩니다. 일반 인덕터의 와이어 저항은 외부 전원 없이 전류를 매우 빠르게 감쇠시키기에 충분하기 때문입니다.

인덕터에 흐르는 전류가 증가하면 전류가 흐르는 방향과 반대되는 전압을 떨어뜨려 전력 부하로 작용합니다. 이 상태에서 인덕터는 충전 중이라고 합니다. , 자기장에 저장되는 에너지의 양이 증가하기 때문입니다. 전류의 방향에 대한 전압의 극성에 유의하십시오.

반대로 인덕터를 통과하는 전류가 감소하면 인덕터는 전류 흐름의 방향에 도움이 되는 전압을 떨어뜨려 전원 역할을 합니다. 이 상태에서 인덕터는 방전한다고 합니다. , 자기장에서 회로의 나머지 부분으로 에너지를 방출함에 따라 에너지 저장이 감소하기 때문입니다. 전류의 방향에 대한 전압의 극성에 유의하십시오.

전원 소스가 비자성 인덕터에 갑자기 적용되면 인덕터는 소스의 전체 전압을 떨어뜨려 처음에 전류 흐름에 저항합니다. 전류가 증가하기 시작하면 더 강하고 더 강한 자기장이 생성되어 소스에서 에너지를 흡수합니다. 결국 전류는 최대 수준에 도달하고 증가를 멈춥니다. 이 시점에서 인덕터는 소스에서 에너지 흡수를 중단하고 리드에서 최소 전압을 떨어뜨리고 전류는 최대 수준으로 유지됩니다.

인덕터가 더 많은 에너지를 저장함에 따라 전류 레벨은 증가하지만 전압 강하는 감소합니다. 이것은 에너지 저장으로 인해 구성 요소 전체의 전압이 증가하는 커패시터 동작과 정확히 반대입니다! 커패시터는 정적 전압을 유지하여 에너지 전하를 저장하는 반면, 인덕터는 코일을 통해 일정한 전류를 유지하여 에너지 "충전"을 유지합니다.

와이어가 감겨 있는 재료의 유형은 코일을 통해 주어진 전류량에 대해 생성된 자기장 플럭스의 강도(따라서 저장된 에너지의 양)에 큰 영향을 미칩니다. 강자성 물질(예:연철)로 만들어진 코일 코어는 알루미늄이나 공기와 같은 비자성 물질보다 주어진 자기장 힘으로 더 강한 자기장 플럭스가 발생하도록 합니다.

인덕턴스란 무엇입니까?

주어진 양의 전류 흐름에 대해 에너지를 저장하는 인덕터의 능력을 측정한 값을 인덕턴스라고 합니다. . 당연히 인덕턴스는 전류 변화에 대한 반대 강도의 척도이기도 합니다(주어진 전류 변화율에 대해 정확히 얼마나 많은 자체 유도 전압이 생성되는지). 인덕턴스는 대문자 "L"로 기호로 표시되며 헨리 단위로 측정되며 "H"로 축약됩니다.

초크 대 인덕터

인덕터의 구식 이름은 초크입니다. , 무선 회로에서 고주파 AC 신호를 차단("초크")하는 데 일반적으로 사용됩니다. 현대에도 여전히 사용되는 인덕터의 또 다른 이름은 반응기입니다. , 특히 대용량 애플리케이션에서 사용될 때. 이 두 이름 모두 교류(AC) 회로 이론, 특히 유도 리액턴스로 알려진 원리를 공부한 후에 더 이해가 될 것입니다. .

검토:

<울>

인덕터는 변화에 반대하는 데 필요한 극성의 전압을 떨어뜨려 전류 변화에 반응합니다.

인덕터가 증가하는 전류에 직면하면 부하로 작용하여 에너지를 흡수하여 전압을 생성합니다(저항과 같이 전류 유입 측에 양수, 전류 유출 측에 음수).

인덕터는 감소하는 전류에 직면할 때 소스 역할을 합니다. 즉, 배터리와 같이 저장된 에너지를 방출할 때 전압을 생성합니다(전류 입력 쪽에 음수, 전류 출구 쪽에 양수).

자기장의 형태로 에너지를 저장하고 결과적으로 전류의 변화에 ​​반대하는 인덕터의 능력을 인덕턴스라고 합니다. . Henry 단위로 측정됩니다. (하).

인덕터는 일반적으로 다른 용어로 알려져 있었습니다. 초크 . 고전력 응용 프로그램에서는 때때로 반응기라고 합니다. .

관련 워크시트:

<울>

인덕턴스 워크시트