Transformer(변압기) & Generator(발전기) & Motor(모터) 동작원리

소개글

Transformer(변압기) & Generator(발전기) & Motor(모터) 동작원리에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Transformer의 동작원리 및 수식유도
전압관계식, 및 전류 관계식
입력 임피던스 관계식

2. Generator의 동작원리 및 수식유도
교류 발전기와, 직류 발전기의 방식 수식적 유도

3. Motor의 동작 원리 수식유도
일반적인 영구 자석에서의 모터 수식유도

본문내용

으로 향하는 자기력을 받게 된다 (단, 도선 AB와 CD에 작용하는 자기력은 힘의 크기는 같으나 방향만 다를 뿐이다). 이 힘은 외부전류가 도선의 양끝에 연결되어 있을 때는 자기력의 영향을 받으나, 점차 회전함에 따라 외부전류와 연결되지 못하므로 자기력은 사라지고 남는 것은 관성운동에너지만으로 회전운동을 계속하게 되는 것이다.
이 도선이 다시 정 반대방향인 180˚의 위치에 오게 되면 외부전류와 다시 연결되어 전류가 BACD로 흐르게 되어, 도선 BA는 윗 방향으로 CD는 아랫방향으로 다시 자기력의 영향을 받아 다시 회전력을 얻게 된다.
회전력의 힘을 구하기 위해서 위 도선이 자기장에 직각방향으로 있다고 하면 도선 AB가 받는 힘은
도선이 자기장과 이루는 각도) = 가 될 것이다.
만약 이 모터가 도선이 1선만이 아닌 N개의 도선으로 감아져 있다고 하면 도선 AB가 받는 힘은
가 될 것이다.
도선이 감겨진 축 중심으로부터 도선 AB까지의 거리를 R이라고 하면, 이 축중심에 생기는 토크(회전력)의 크기는
가될 것이고,
반대편의 도선 CD 역시 도선 AB와 같은 크기의 토크를 얻게 될 것이므로 결과적으로 발생되는 출력 토크는
가 될 것이다.
위의 토크의 힘으로 도선이 자기장 속에서 회전하면, 변하는 자속이 코일에 기전력을 유도한다. 이 유도 기전력은 항상 코일의 전류를 감소시키는 작용을 한다. 그 역기전력의 크기는 코일의 회전 속력이 증가함에 따라 증가한다. 이러한 기전력을 역기전력(back emf)[전류를 감소시키는 경향이 있는 기전력]라고 하며, 전류 공급에 유효한 전압은 공급 전압과 역기전력 사이의 차이와 같으므로, 회전하는 코일의 전류는 역기전력에 의해 제한된다.
전동기의 전원이 켜지면 처음에는 역기전력이 없다. 따라서 코일 저항에 의해 정해진 전류만큼 매우 크게 흐르게 된다. 코일이 회전함에 따라 유도되는 역기전력은 공급 전압에 대항하고, 코일의 전류를 감소시킨다. 만일 역학적 부하가 증가하면 전동기는 감속하게 된다. 이는 역기전력을 감소시킨다. 역기전력의 이러한 감소는 코일에 전류를 증가시키므로 외부 전원으로부터 필요한 전력 또한 증가하게 된다. 이러한 이유로, 전동기를 작동시킬 때와 작동할 때의 전력 수요는 작은 부하일 때보다 큰 부하일 때 더 크다. 만약 역학적 부하 없이 전동기가 작동하게 되면, 역기전력은 내부 에너지와 마찰로 인한 손실을 충분히 보상할 만큼의 양으로 전류를 감소시킨다.

키워드

Transformer,   변압기,   Generator,   발전기,   Motor,   모터,   동작원리,   패러데이