인덕터 inductor 란?
인덕터는 전류가 변하면 유도기전력을 형성하여 전류의 흐름을 방해하는 부품입니다.
조금은 어렵게 들릴 수 있으나 끝까지 포스팅을 읽으시면 이해하실 수 있습니다.
유도기전력은 전자기유도 현상에 의해 발생되는 기전력으로 회로에서 전류의 흐름을 방해합니다.
인덕터는 전선을 여러번 감은 부품으로 다양한 모양으로 존재하니 첫 번째 모양만 생각하시면 안 됩니다.
인덕터 symbol
인덕터 심볼은 저항의 심볼과 비슷하게 생겼습니다.
인덕터는 전선을 여러 번 감은 부품이기 때문에 심볼도 전선을 여러번 감아둔 것으로 이해하시면 됩니다.
도선(전선)에 전류가 흐르면 자기장 형성!
인덕터는 자기장과 관련된 부품입니다.
앙페르 오른손 법칙에 의하면 전류가 흐르는 방향으로 엄지 손가락을 가리키면 나머지 네 손가락으로 감싸는 방향으로 자기장이 형성됩니다.
반면 인덕터(코일)처럼 코어에 와이어를 감는다면 어떻게 해야 할까요?
네 손가락은 전류가 흐르는 방향으로 감싸고 엄지 손가락으로 자기장이 형성됩니다.
인덕터 주변에는 자기장 형성
앙페르 오른손 법칙을 생각해 보시면 됩니다.
인덕터에 전류가 흐르면 인덕터 주변으로 자기장이 형성되게 됩니다.
그러면 조금 더 깊게 인덕터에 대해서 이해해보도록 하겠습니다.
인덕턴스란?
전류가 인덕터에 흐르면 자기장이 형성된다고 했습니다.
인덕터마다 자기장을 형성하는 정도가 다릅니다.
이 자기장을 유도하는 능력을 <인덕턴스>라고 합니다.
인덕턴스를 키우기 위해서는
1. 인덕터의 길이가 짧고
2. 도선을 많이 감고
3. 투과성(Permeability)이 높은 코어를 사용하고
4. 코어의 단면적이 넓을수록
인덕턴스의 값이 커집니다.
#1. 코일 길이를 짧게
코일 길이를 짧게 하면 인덕턴스를 키울 수 있습니다.
#2. 도선 많이 감기
도선을 많이 감으면 인덕턴스가 커집니다.
#3. 투과성(Permeability)이 높은 코어 사용
투과성이 높은 코어를 사용하면 인덕턴스가 높아집니다.
#4. 코어의 단면적을 넓게 제장
코어를 두껍게 만들면 인덕턴스 값이 커집니다.
인덕터에 직류DC가 흐르면?
인덕터에 DC 전류가 흐르면 인덕터는 그냥 전선으로 취급하시면 됩니다.
0옴 저항과 동일하다고 보시면 됩니다.
인덕터에 교류AC가 흐르면?
인덕터에 AC가 흐르면 어떻게 될까요?
AC 교류라는 건 전류 방향이 계속 바뀌는 것을 의미합니다.
전류 방향이 계속 바뀌면 인덕터에도 흐르는 전류 방향이 계속 바뀌고 자기장의 방향도 계속 바뀌게 됩니다.
이 자기장의 변화가 계속 바뀌면 유도기전력이 발생하고 렌츠의 법칙에 의해서 전류의 흐름을 방해하게 됩니다.
조금 더 자세히 알아볼까요?
렌츠의 법칙과 유도기전력
유도기전력과 렌츠의 법칙 수식을 볼까요?
수식을 자세히 보시면 - 마이너스 부호가 붙어있습니다.
마이너스가 붙어있으니 반대라는 의미를 포함하고 있습니다.
유도기전력(induced electromotive force)
EMF = - 도선감은 수 * ( 시간당 자속 변화 / 시간 변화 )
즉, 시간당 자속 변화의 반대 방향으로 EMF(역기전력)이 생성됩니다.
이로 인해서 AC가 흐르면 자기장의 방향이 바뀔 때마다 역기전력으로 인해 전류가 잘 흐르지 못하게 됩니다.
유도성 리액턴스
정리하면 인덕터는 DC전류는 잘 흐르게 만들고
AC전류는 잘 흐르지 못하게 만듭니다.
인덕터에서 AC전류를 잘 흐르지 못하게 하는 정도를 유도성 리액턴스라고 합니다.
DC는 파형의 변화가 없기 때문에 주파수( f ) 를 0으로 보시면 됩니다.
XL 유도성 리액턴스 공식에 f=0을 대입하면 DC에서의 리액턴스 값은 0이라고 보시면 됩니다.
전류의 흐름을 방해하지 않는 것이죠.
반대로 AC는 주파수 (f) 값이 높게 됩니다. 주파수 값이 높아질수록 XL 값은 커져서 인덕터가 전류를 잘 흐르지 못하게 됩니다.
자세한 리액턴스 내용은 아래 포스팅을 참고해주세요!
2021.07.10 - [회로/전자 회로] - 임피던스(impedance)란? 리액턴스(reactance)란? 차이 완벽 이해하기!
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