학문
기억상실은공식인가
발전기는 왜 손으로 돌리는 힘만으로 전기를 만들 수 있나요?
자전거 발전기처럼 사람이 힘으로 돌리기만 해도 전기가 만들어지는데, 순수하게 기계적인 회전 운동이 어떻게 전기 에너지로 바뀌는 건지 그 변환 원리가 궁금합니다.
6개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 기억상실은공식인가님 장철연 전문가입니다.
자석과 코일이 서로 움직이면 전기가 생긴다는 원리입니다.
자전거 발전기를 예로 들면, 페달을 밟으면 바퀴가 돌고 발전기 내부의 자석이 회전합니다. 자석 주위에는 보이지 않는 자기장(자기력선)이 있는데, 이 자기장이 코일을 가로질러 계속 변하면서 코일 속 전자들을 밀어냅니다. 원래 금속 안의 전자들은 제멋대로 움직이는데, 자기장이 변화하면 한 방향으로 움직이게 되고 이것이 전류가 됩니다.
비유하자면 물이 흐르는 호스와 비슷합니다. 물을 밀어주면 흐르듯이, 자기장의 변화가 전자를 밀어주어 전기가 흐르는 것입니다. 그래서 중요한 것은 회전 자체가 아니라 자석과 코일 사이의 자기장 변화입니다. 태양광은 빛으로 전자를 움직이고, 발전기는 자기장 변화로 전자를 움직이는 차이만 있습니다.
결국 발전소도 원리는 똑같습니다. 수력은 물로 터빈을 돌리고, 풍력은 바람으로 돌리고, 화력과 원자력은 증기로 돌리고, 자전거 발전기는 사람 다리 힘으로 돌립니다.
에너지원만 다를 뿐 거대한 자석을 코일 근처에서 회전시켜 전기를 만드는 것이 발전기의 본질입니다
채택된 답변안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
발전기는 사람이 돌리는 기계적인 에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치입니다. 핵심적인 원리가 전자기 유도입니다.
자석과 코일 중 하나를 회전시키게 되면 코일을 통과하는 자기장의 세기와 방향이 계속적으로 변화하게 되는데, 자기장이 변하면 코일 내부의 전자에 힘이 생기면서 전압이 만들어지고, 회로가 연결되어 있으면 전류가 흐르게 됩니다. 그래서 손잡이를 빠르게 돌릴수록 자기장의 변화도 빨라져 일반적으로 더 큰 전압과 전력을 만들어낼 수 있는 것입니다.
전기를 많이 사용하게 연결하면 발전기를 돌릴 때 손에 더 큰 저항이 느껴지게 될텐데, 그만큼 더 많은 기계적 에너지가 전기에너지로 바뀌고 있다는 뜻으로 이해하시면 되겠습니다. 발전기가 전기를 공짜로 만드는 것이 아니고 사람이 먹는 음식에서 얻은 에너지가 근육과 회전을 거쳐 결국 전기로 변환되는 것입니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 발전기는 대부분 어떤 힘에 의해서 회전자가 회전하고 그끝에 코일이 있고 상대편에 고정된 자석이 있어서 그 코일이 회전하면서 자석과 상호 작용으로 전자기 유도가 발생되고 그 전자기 유도에 의해서 전기에너지가 만들어 집니다. 그래서 손으로 회전하는 것이 어떤힘에 의한 회전자 회전이 되고 그것이 전기에너지가 되는 원리입니다.
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
발전기는 전자기 유도라는 물리 원리로 작동합니다. 우리가 손이나 페달을 돌리면 내부의 자석이나 코일이 회전을 하면서 자기장의 변화가 생기죠. 이렇게 도선 주변에 자기장이 계속 바뀌면 코일 내부에서 전자를 밀어내는 힘이 생깁니다. 그렇게 전류가 흐르게 되죠. 결국 사람이 가한 회전 운동 에너지가 전자를 움직이는 전기 에너지로 직접 전환되는 것입니다. 자석과 코일만 있으면 힘껏 돌리는 것만으로도 전기를 만들어낼 수 있는 셈이죠.
안녕하세요. 설재훈 전문가입니다. 발전기의 기본 원리는 대부분 비슷합니다. 회전운동을 전기에너지로 변화시키는 것입니다. 발전기 안에는 회전자와 코일이 있고, 회전자에 자석이 붙어 있거나 자기장을 만들어주는 구조로 되어 있습니다. 회전자가 돌아가면서 자석의 자기장이 코일을 지나가는 양이 계속 변하게 되고, 이 과정에서 전자기 유도가 발생하면서 전기가 만들어지는 것입니다.
그래서 발전기는 꼭 엔진이나 터빈처럼 큰 힘으로 돌려야만 전기가 만들어지는 것이 아니라, 손으로 회전시켜도 아주 작은 양이지만 전기가 만들어집니다. 다만 손으로 돌리는 힘이 작기 때문에 만들어지는 전기도 그만큼 적은 것입니다.
결국 발전기는 무언가를 회전시키는 힘을 이용해서 자기장의 변화를 만들고, 그 자기장 변화로 전기를 만들어내는 장치라고 보면 됩니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
발전기는 내부의 코일과 자석 사이의 상대적인 운동으로 인해 전기가 발생하는 전자기 유도 현상을 이용합니다 사람이 손이나 페달로 발전기 축을 돌리면 자석 사이에서 코일이 회전하면서 코일을 통과하는 자속이 지속적으로 변하게 됩니다. 이렇게 자기장의 변화를 막으려는 방향으로 코일 내의 전자들이 움직이면서 전압이 형성되고 전류가 흘러 기계적 운동 에너지가 전기 에너지로 변환됩니다