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자기유도와 Faraday 법칙

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1. Faraday의 유도법칙

2. Lenz의 법칙

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1. Faraday의 유도법칙

1820년 덴마크의 한적한 시골 학교에서 근무하는 한 교사는 전류에 의해 자기장이 만들어진다는 사실을 밝혀내 당시 과학계에 놀라움을 선사했다. 이후 얼마 지나지 않아 1825년 무렵, 영국의 떠오르는 과학자인 Michael Faraday는 자기장이 전류를 흐르게 하는 전기장을 만들 수 있다는 사실을 발견했다. 이때 Michael Faraday는 자기장과 전기장 사이의 유도 관계를 더 정밀하게 구성해 내었는데 이를 Faraday의 유도 법칙이라고 한다. 유도 법칙을 발견한 Faraday와 다른 과학자들이 관측한 유도현상은 초기에는 단순히 기초과학 분야였으나 오늘날에는 전자기타(일렉), 전철에 동력을 공급하는 전기 발전기 등 다양한 분야에서 Faraday의 유도 법칙이 활용되고 있다.

그림 . 패러데이의 자기유도 실험
Faraday는 전류가 흐르는 고리에 자석을 가까이 가져가 대거나 먼 곳으로 자석을 빼내는 과정을 반복하며 전류의 세기 변화를 관찰하였다. Faraday는 이 실험을 통해 다음과 같은 사실을 알아내었다.

1) 전류고리와 자석 사이의 상대 운동이 있을 때만 전류가 흐르고 상대 운동이 멈추면 전류 또한 사라진다.
2) 운동이 빠를수록 더 큰 전류가 생긴다.
3) 자석의 N극을 전류고리 쪽으로 움직일 때 고리에 시계 방향으로 전류가 흐른다면, N극이 고리에서 멀어질 때는 반시계 방향으로 전류가 흐른다.

전류고리에 자석을 갖다 댈 때 생기는 전류를 유도 전류(induced current)라고 하며 이 과정에서 유도 전류가 생기도록 단위 전하당 한 일을 유도 기전력(induced electromotive force)이라고 한다. 그리고 이러한 전류(current)와 기전력(electromo
-motive force)이 생기는 과정을 유도(induction)라고 한다. 유도 전류와 유도 기전력은 스위치를 닫거나 열어 전류고리에 흐르는 전류가 생기지만, 전류가 일정하면 그 양이 아무리 크더…(생략)


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