자속과 자계는 어떤 차이가 있나요??

Question

전기자기학에서 자속과 자계라는 개념이 나오는데, 둘 다 자기와 관련된 개념이라 차이가 잘 구분되지 않습니다. 자계는 자기장이 형성된 공간이라고 하고, 자속은 그 자기장이 어느 면을 통과하는 양이라고 배우는데 실제 문제에서는 자속밀도, 투자율, 자계의 세기까지 같이 나오다 보니 헷갈립니다. 특히 변압기나 전동기에서 자속이 중요하다고 하는데, 자계와 자속이 각각 어떤 역할을 하는지 궁금합니다. 또한 전기기기에서 철심을 사용하는 이유도 이 개념과 관련이 있는지 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

결론부터 말씀드리면 자계는 자기력이 작용하는 공간의 상태를 의미하고, 자속은 그 자계가 일정한 면을 통과하는 전체 자기량을 의미합니다. 자계를 쉽게 말하면 자석이나 전류가 만드는 자기장의 세기와 방향이고, 자속은 그 자기장이 실제로 어떤 면을 얼마나 통과하고 있는지를 나타낸 값입니다. 여기에 자속밀도는 단위 면적당 자속의 양을 뜻합니다. 같은 자속이라도 좁은 면적에 집중되면 자속밀도가 커지고, 넓게 퍼지면 작아집니다. 변압기와 전동기에서는 이 자속이 매우 중요합니다. 변압기는 1차 권선에 교류 전류가 흐르면서 철심에 교번 자속을 만들고, 이 자속이 2차 권선과 쇄교하면서 유도기전력을 발생시킵니다. 전동기도 고정자에서 만든 회전자계가 회전자와 상호작용하면서 토크를 발생시킵니다. 이때 철심을 사용하는 이유는 공기보다 철이 자속을 훨씬 잘 통과시키는 성질, 즉 투자율이 높기 때문입니다. 철심을 사용하면 같은 전류로도 더 큰 자속을 만들 수 있어 기기의 효율이 좋아집니다. 따라서 자계는 자기장이 만들어진 상태, 자속은 그 자기장이 실제로 지나가는 양으로 이해하면 구분하기 쉽습니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

자계는 자석의 힘이 미치는 공간 자체라면, 자속은 그 힘이 특정 면적을 통과하는 알짜배기 흐름이라고 보시면 대요. 변압기에서 자계는 자속을 만드는 원천이구 철심은 이 자속이 새지 않게 길을 터주는 역할을 합니다. 결국 자계의 세기에 투자율을 곱하면 자속밀도가 되죠. 이 세 관계를 세트로 묶어서 이해하는 게 가장 빠를겁니다.