코일에 자석을 가까이 가져가거나 멀리 이동시킬 때 전류가 발생하는 이유가 무엇인가요?

Question

패러데이의 전자기 유도 법칙은 전류가 흐르지 않는 도선에 전류가 발생하는 조건을 설명하는데요. 코일에 자석을 가까이 가져가거나 멀리 이동시킬 때 전류가 발생하는 이유가 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

코일에 자석을 가까이 가져가거나 멀리 이동시킬 때 전류가 발생하는 근본적인 이유는 코일을 통과하는 자기선속이 시간에 따라 변화하기 때문입니다. 자석이 정지해 있을 때는 아무런 전류도 흐르지 않지만, 자석을 움직이는 순간 자기장의 변화가 발생하며 전자기 유도 현상이 일어납니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.

자석 주변에는 자기장이 형성되어 있으며, 자석에 가까울수록 자기력선이 빽빽합니다. 자석을 코일에 가까이 가져가면 코일 단면을 통과하는 자기력선의 수가 증가하고 자석을 코일에서 멀리 떨어뜨리면 코일 단면을 통과하는 자기력선의 수가 감소합니다.

패러데이의 전자기 유도 법칙에 따르면, 닫힌 회로를 통과하는 자기선속이 시간에 따라 변할 때 회로에 전압, 즉 유도 기전력이 생성됩니다. 코일을 통과하는 자기장의 변화율이 크면 클수록 더 강한 유도 기전력이 발생합니다.

생성된 유도 기전력은 코일 내부의 자유 전자들을 한쪽 방향으로 밀어내는 힘으로 작용합니다. 코일이 연결되어 닫힌 회로를 이루고 있다면, 이 기전력에 의해 전자가 이동하면서 유도 전류가 흐르게 됩니다.