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Ch. 31 패러데이의 법칙 (Faraday’s Law)

Ch. 31 패러데이의 법칙 (Faraday’s Law). ( 지금까지 ) 정지 상태의 전하  전기장 움직이는 전하  자기장 ( 이 장에서 ) 시간에 따라 변하는 자기장  전기장 ( 기전력유도 ) [ 패러데이 ( 영 ), 헨리 ( 미 ) 에 의해 독자적으로 수행한 실험 ] 맥스웰 방정식. 31.1 Faraday 의 유도법칙 (Faraday’s Law of Induction). ( 이해 ) 민감한 전류계에 연결된 도선 고리 실험결과 “회로에 전원이 없는 경우에도

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Ch. 31 패러데이의 법칙 (Faraday’s Law)

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Presentation Transcript

  1. Ch. 31 패러데이의 법칙(Faraday’s Law) • (지금까지) 정지 상태의 전하  전기장 움직이는 전하  자기장 • (이 장에서) 시간에 따라 변하는 자기장  전기장(기전력유도) [패러데이(영), 헨리(미)에 의해 독자적으로 수행한 실험] • 맥스웰 방정식

  2. 31.1 Faraday의 유도법칙(Faraday’s Law of Induction) (이해) 민감한 전류계에 연결된 도선 고리 실험결과 “회로에 전원이 없는 경우에도 전류가 만들어질 수 있다”

  3. (패러데이의 실험) • 자기장의 변화 • 유도전류(유도기전력) 를 발생 - : Lentz’s law Faraday’s law of induction Fig 30-3b, p.929

  4. B의 크기가 시간에 따라 변할 수 있다 • 고리가 둘러싼 면적이 시간에 따라 변할 수 있다 • 자기장 B와 고리의 법선이 이루는 각이 시간에 따라 변할 수 있다 • 위의 어떤 조합이라도 일어 날 수 있다 Fig 30-4, p.930

  5. 패러데이 법칙의 몇 가지 응용 • 누전 차단기

  6. 전기기타

  7. 31.2 운동기전력(Motion emf) • 일정한 자기장 속에 움직이는 도체에 유도되는 기전력  운동 기전력 • 내부의 전하가 자기력에 의해 이동 • 이동한 전하에 의해 전기장이 발생 • 두 힘이 평형을 이룰 때까지 이동 • 전위차

  8. 움직이는 도체가 폐회로의 일부로 구성될 때

  9. 어떤 순간 면적  자기선속 • 유도 기전력 • 유도전류 • 낭비되는 에너지 • 외력에 의해 한 일

  10. 예제 회전하는 막대 양단의 전위차

  11. 31.3 렌츠의 법칙(Lenz’s Law) 폐회로의 유도 전류는 그것을 만드는 원인(폐회로를 통과 하는 자속 변화)을 방해하는 방향으로 생긴다.

  12. Fig 31-14, p.978

  13. 31.4 유도 기전력과 전기장(Induced emf and Electric Fields) 변하는 자속 기전력&전류 를 유도  전기장 이 생성되기 때문(정전기 전기장과는 다름!) 고리면과 수직하고 균일한 자기장 속에 놓여진 반지름 r인 도선 고리 자기장이 시간에 따라 변하면  전기장 E의 존재를 의미 고리를 한 바퀴 도는 시험 전하 q를 움직이는 데에 전기장이 한일

  14. 기전력 • 패러데이 법칙 Faraday 법칙의 일반형 E: 자기장의 변화에 의해 생성되는 비보존 전기장

  15. 예제 31.5 변하는 자기장에 의해 솔레노이드에 유도되는 전기장 반지름 R인 긴 솔레노이드가 단위 길이당 n회씩 도선으로 감겨 있고 사인모양으로 시간에 따라 변하는 전류 I=Imax cosωt가 흐르고 있다. Imax는 최대 전류이며ω는 교류 전원의 각진동수이다. (A) 긴 중심축으로 부터 거리 r > R만큼 떨어진 솔레노이드 바깥 지점에서의 유도 전기장 크기를 구하라. 풀이

  16. 이므로 (B) 중심축에서 거리 r 만큼 떨어진 솔레노이드 내부에서 유도 전기장의 크기를 구하라. 풀이

  17. 31.5 발전기와 전동기(Generator and Motor) • 교류 발전기

  18. 도선고리를 통과하는 자속 • 유도 기전력 • 주파수; f=60 Hz, 50 Hz

  19. 직류발전기 분할링 반 주기마다 항상 반대로 바뀐다 * 다양한 펄스의 위상차가 다른 파를 생성(정류자)해서 중첩 회전하는 코일의 접점에 정류자로 불리는 분할링이 사용되는 차이점만 제외하면, 교류 발전기와 기본적으로 같은 부품으로 되어 있다.

  20. 전동기(moter) 발전기의 역과정  코일에 전류가 공급되어 코일이 회전

  21. 31.6 맴돌이 전류(Eddy current) • 변하는 자기장 유도기전력, 전류 금속판에 맴돌이 전류가 발생

  22. 8판: 18번, 20번

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