학문
자석이나 금속에 전류를 흘려보내면?
자석이나 금속에 전류를 흘려보내면 강한 자석이 된다고 알고 있습니다. 이것의 원리가 무엇인가요? 쉽게 설명해주시면 감사하겠습니다.
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
금속에 전류를 직접 흘리는 것이 아니라 쇠막대에 전선을 여러 번 감고 전류를 흘리면 강한 자석이 됩니다.
이것을 전자석이라고 합니다. 원리는 전류가 자기장을 만들고 코일이 자기장을 겹쳐 강하게 만들며 철심이 자기장에 정렬되어 자력을 수천배 증폭시키기 때문이랍니다.
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
전류가 흐르면 그 주변에는 자연스럽게 자기장이 생기는데, 이것이 전자석의 기본적인 원리입니다.
다만 아무 금속에 전류를 흘린다고 바로 강한 자석이 되는 것은 아니고, 보통 전선을 여러 번 감은 코일을 사용합니다. 코일에 전류를 흘리면 각각의 자기장이 한 방향으로 겹쳐지면서 훨씬 강한 자기장이 만들어집니다. 여기에 철처럼 자성이 잘 생기는 금속을 코일 안에 넣으면 내부의 작은 자석 방향이 정렬되면서 자기력이 크게 강해지게 됩니다.
전류를 끊으면 연철 같은 재료는 자성이 대부분 사라지지만, 재료에 따라 일부 자성이 남는 경우도 있습니다. 결국 강한 자석이 되는 핵심은 전류 자체보다도 코일의 자기장과 철 같은 자성체의 정렬 효과가 함께 작용하기 때문이라고 볼 수 있습니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 전선에 전류를 흘려보내면 그 주위에 자기장이 만들어집니다. 이 전선을 코일처럼 여러 번 감으면 각 코일에서 발생한 자기장이 서로 더해져 자기장이 강해집니다. 여기에 철심을 넣으면 철 내부의 작은 자석 영역들이 자기장 방향으로 정렬되면서 자력이 더욱 강해집니다. 이렇게 전류를 이용해 만든 자석을 전자석이라고 합니다.
쉽게 말해, 전류는 자기장을 만들고 코일은 그 자기장을 모아 강하게 만들며, 철심은 자기장을 더욱 강화하는 역할을 합니다. 전류가 클수록, 코일을 많이 감을수록 일반적으로 자력이 강해집니다. 다만 너무 큰 전류는 전선을 과열시킬 수 있고, 철심도 자화가 포화되면 자력이 계속 크게 증가하지는 않습니다.
전자석의 가장 큰 장점은 전류를 끊으면 자력이 크게 약해진다는 것입니다. 그래서 고철을 들어 올리는 크레인, 전동기, 스피커 등에 널리 사용됩니다. 단, 모든 금속이 철처럼 강하게 자석이 되는 것은 아닙니다. 철이나 니켈처럼 자화가 잘되는 재료를 사용해야 강한 전자석을 만들 수 있습니다.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
정확히는 금속에 전류를 직접 흘리는 게 아니라, 쇠막대 둘레에 전선을 감고 그 전선에 전류를 흘리면 강한 자석이 돼요. 이걸 전자석이라고 해요.
전류가 흐르는 전선 주위에는 자기장이 생겨요. 전선을 둥글게 여러 번 감으면 각 고리에서 생긴 자기장이 같은 방향으로 겹쳐서 코일 안쪽에 막대자석과 비슷한 자기장이 만들어져요. 감은 횟수가 많고 전류가 셀수록 자기장도 강해져요.
여기에 쇠를 넣으면 자기장이 수백에서 수천 배까지 세져요. 쇠 안에는 원자들이 작은 자석처럼 같은 방향으로 모여 있는 자기 구역이 아주 많은데, 평소에는 구역마다 방향이 제각각이라 서로 상쇄돼요. 코일의 자기장이 걸리면 이 구역들이 한 방향으로 돌아서 정렬하고, 쇠 전체가 큰 자석이 되어 코일의 자기장에 힘을 보태요.
전류를 끊으면 연한 쇠는 구역들이 금세 흩어져 자력이 사라지니, 폐차장 크레인처럼 켜고 끄는 자석에 써요. 단단한 강철은 정렬이 그대로 남아 영구자석이 되고, 자석 공장에서도 이렇게 자화시켜요. 구리나 알루미늄은 이런 자기 구역이 없어서 코일에 넣어도 자석이 되지 않아요 :)
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
금속에 전류가 흐르면 전자가 이동하면서 그 주변에 일정한 방향의 자기장이 생성되는 전자기 현상이 발생합니다 이 금속을 코일 형태로 감아 전류를 흘려주면 각각의 도선이 만드는 자기장이 서로 더해져 훨씬 강력한 힘을 발휘하는 전자석이 됩니다. 이때 내부의 자성체 금속 속에서 제각기 흩어져 있던 미세한 자구들이 전류가 만든 자기장의 힘에 이끌려 한 방향으로 나란히 정렬하게 됩니다 즉 움직이는 전류가 강력한 자기장을 만들어내고 물질 내부의 성분들이 그 방향에 맞춰 줄을 서면서 전체가 강한 자석으로 변하는 원리입니다 전원만 켜고 끄면 자력을 자유자재로 조절할 수 있어 우리 주변의 다양한 전동기와 기기들에 핵심적으로 활용되고 있습니다