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냉철한라마35
변압기 코일의 감은 수에 따라 전압이 바뀌는 유도 원리
변압기의 1차 코일 감은 수보다 2차 코일의 감은 수를 훨씬 더 많게 만들면 출력되는 전압이 높아지게 되는데, 이러한 변압기 승압 원리가 전자기 유도로 어떻게 설명되는지 알려주세요.
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안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
1차 코일에 교류를 흘리면 전류가 계속 방향과 크기를 바꾸면서 철심 속 자속도 따라 변해요. 철심이 이 자속을 거의 새지 않게 2차 코일까지 실어 나르니, 두 코일은 같은 자속 변화를 공유하게 돼요.
패러데이 법칙에 따르면 코일 한 바퀴에 생기는 기전력은 자속의 변화율 ΔΦ/Δt로 정해지고, 여러 바퀴를 감으면 각 바퀴의 기전력이 직렬로 더해져요. 1차와 2차가 똑같은 ΔΦ/Δt를 겪으니 전압은 감은 수에 비례해서 V₂/V₁ = N₂/N₁이 돼요. 1차 100회, 2차 1,000회라면 220V를 넣었을 때 2차에서 2,200V가 나와요.
전압이 올라간다고 에너지가 늘어나지는 않아요. 이상적인 변압기에서는 입력 전력과 출력 전력이 같아서, 전압이 10배가 되면 2차 전류는 1/10로 줄어요. 발전소가 전기를 수십만 볼트로 올려 보내면 전류가 작아지고, 전선에서 열로 새는 손실 I²R은 전류의 제곱에 비례해 크게 줄어들어요.
직류를 넣으면 전류가 일정해서 자속이 변하지 않으니 2차 코일에는 전압이 생기지 않아요 :)
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채택된 답변안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
변압기는 1차 코일에 교류가 흐르면서 철심 안에 계속 변하는 자기장을 만드는 장치입니다. 이 변화하는 자기장이 2차 코일을 통과하면 전자기 유도에 의해 2차 코일에도 전압이 생기게됩니다.
코일 한 바퀴마다 유도되는 전압이 더해지기 때문에 2차 코일의 감은 수가 많을수록 전체 출력 전압도 높아지는 것입니다. 이상적인 변압기에서는 2차 전압과 1차 전압의 비가 2차 권선 수와 1차 권선 수의 비와 같다고 보시면 됩니다.
결국 승압 변압기는 전자기 유도로 생기는 전압을 더 많은 권선에서 합쳐 높은 전압을 만드는 원리로 보시면 되겠습니다.
안녕하세요.
변압기는 1초 코일의 교류 전류가 철심에 계속 변하는 자기장을 만들고, 이 자기장이 2차 코일에 전압을 유도하는 원리예요.
2차 코일의 감은 수가 많을수록 같은 자기변화에서 더 많은 전압이 유도되죠. 그래서 2차 코일이 1차ㅏ보다 2배 많이 감겨 있으면 이상적인 경우 전압도 약 2배가 될 수 있어요. 반대로 전류는 줄어들기 때문에 전력이 무한히 커지는 것은 아니고 손실을 제외한다면 입력과 출력 전력이 거의 같다고 보시면 돼요.
코일의 감은 수가 전압을 결정하고, 전자기 유도가 그 차이를 만들어내는 것이라고 이해할 수 있어요.
감사합니다.
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
변압기 승압은 패러데이 전자기 유도 법칙으로 설명되는데, 1차 코일에 교류를 흘리면 철심에 변하는 자속이 생기고 이 자속이 2차 코일을 통과하며 유도 기전력을 만듭니다. 2차 코일 감은 수가 많을수록 각 바퀴의 유도 전압이 직렬로 더해져 출력 전압이 높아진답니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 변압기의 승압 원리는 전자기 유도에서 핵심이 되는 패러데이의 법칙으로 설명할 수 있습니다.
1차 코일에 교류 전압을 걸면 코일에 교류 전류가 흐르면서 주변에 계속 변하는 자기장이 만들어집니다. 이 자기장이 철심을 따라 2차 코일을 지나가면서 2차 코일에 전압을 유도합니다.
여기서 중요한 것이 코일의 감은 수입니다. 전자기 유도로 만들어지는 유도전압은 코일을 감은 횟수에 비례합니다.
즉, 1차 코일의 감은 수가 적음 → 자기장의 변화가 적은 횟수로 전달 → 2차 코일의 감은 수가 많음 → 더 많은 횟수로 전압이 유도됨 → 출력 전압 상승 그래서 전압의 관계는 대략 2차 전압 ÷ 1차 전압 = 2차 코일 감은 수 ÷ 1차 코일 감은 수가 됩니다.
예를 들어 1차 코일이 100회, 2차 코일이 1,000회라면 감은 수가 10배이므로 이상적인 조건에서는 1차에 100V를 넣었을 때 2차에서 약 1,000V가 나오는 식입니다.
결국 승압 변압기는 전기를 직접 증폭하는 것이 아니라, 1차 코일에서 만들어진 변화하는 자기장을 이용해 2차 코일의 감은 수만큼 더 큰 전압을 전자기 유도로 만들어내는 장치입니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
변압기의 승압은 패러데이 전자기 유도 법칙과 교류 전류의 성질로 설명됩니다 1차 코일에 교류 전압을 걸면 시간에 따라 방향과 크기가 계속 변하는 전류가 흐르면서 철심 내부에 변화하는 자기선속이 형성됩니다 이 변화하는 자기선속이 철심을 타고 2차 코일을 통과하면서 2차 코일에는 자기장 변화를 방해하려는 방향으로 유도 기전력이 발생합니다 패러데이 법칙에 따라 유도 전압의 크기는 자기선속의 시간당 변화율과 코일의 감은 수에 비례하므로 2차 코일의 감은 수가 많을수록 각 고리마다 유도된 전압이 누적 합산됩니다 따라서 1차 코일보다 2차 코일을 훨씬 더 많이 감으면 2차 측에 훨씬 높은 유도 전압이 출력되는 승압 현상이 일어납니다
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
변압기의 승압 원리는 1차 코일에서 흐르는 교류가 만든 자기장이 2차 코일을 지나면서 전기를 만들어 내는 패러데이 전자기 유도 법칙으로 설명할 수 있습니다. 1차 코일에 교류를 흘려주면 철심 내부의 자기장이 계속해서 바뀝니다. 거기다가 이렇게 변하는 자기장은 철심을 따라서 2차 코일 쪽으로 그대로 전달이 되죠. 그래서 2차 코일은 자기장의 변화를 받아서 새로운 유도 기전력을 스스로 만들어내게 되는 겁니다.
이때 출력되는 전압의 크기는 2차 코일을 감은 횟수에 정확히 비례하게 됩니다. 왜냐하면 코일을 한 바퀴 감을 때마다 유도되는 전압이 계속 차곡차곡 더해지기 때문이죠. 게다가 1차 코일보다 2차 코일을 훨씬 더 많이 감으면 그만큼 더 큰 전압이 2차측에 합쳐져서 나오게 됩니다. 그래서 결론적으로 2차 코일의 권선수를 늘려주는 것만으로도 원하는 높은 잔업을 안전하게 얻어낼 수가 있습니다.