패러데이 법칙

목차

• 패러데이 전자유도 법칙의 과정

• 전자기 유도
• 루프에 기전력이 생기는 경우
■ 시변 자계 내의 정지된 루프(자속만 변화)
■ 발 전 기
■ 시변자계 내에서 운동하는 도체

본문내용

류 I는 자계 Bind를 발생시킨다.
전류 방향이 시계방향이면 Bind는 S를 관통하여 아랫방향이고 반시계 방향이면 Bind는 S를 관통하여 상향으로 향한다.(오른손의 법칙)
B(t)가 증가하면 dΦ/dt>0 : I는 Bind가 B(t)의 변화를 방해하기 위해 아래 방향으로 흘러야 한다. 단자 2는 단자 1보다 높은 전위를 지녀야 하므로 Vtremf은 (-)값을 가진다.
B(t)가 크기만 감소하면 dΦ/dt<0 : Bind가 B(t)의 변화를 방해하기 위해서는 같은 방향이 되어야 한다. 이 경우 Vtremf은 (+)값을 가진다.
B와 전계E와 관련성
S가 고정되고 자계만 변하므로 d/dt는 B(t)에만 작용되어 다음과 같다.(N=1)
V_{e m f} ~=``-` { PARTIAL PHI } over { PARTIAL t }
=``- { PARTIAL } over { PARTIAL t } INT _{ S} B CDOT d s
=``- INT _{ S} { PARTIAL B } over { PARTIAL t }
CDOT d s
=`` OINT E CDOT d l
by 스토크스 정리
OINT_{ L} E CDOT d l
``=`` INT _{ S} ( DEL TIMES E) CDOT d s
``=`` INT _{ S} (- { PARTIAL B} over { PARTIAL t }) CDOT d s
DEL TIMES vecE =- { PARTIAL vecB} over { PARTIAL t }
Faraday's law의 미분형(Maxwell's eqs.중 하나)
스토크스 정리
면적 S상의 벡터의 회전에 대한 면적분을 면적 S의 둘레 C를 따라 벡터의 선적분으로 변환한다.
발 전 기
도선 루프에 전류가 흐를 때 루프의 변 1-2와 변 3-4에는 반대 방향의 전류가 흐른다. 두변이 받는 자기력의 방향이 반대이므로 루프에는 축을 중심으로 회전하는 회전력이 생긴다.
전기에너지 => 기계 에너지
외부의 힘으로 회전시키면 자계 내에서 루프의 회전이 운동기전력Vmemf을 발생시키므로 전동기는 발전기가 된다.
기계에너지 => 운동예너지
B= B0 이고 회전축은 x이며 루프가 회전할 때 자속과 교차한다. w는 자속과 교차하지 않는다.
변 1-2의 선속도는 각속도ω로 회전할 때
u= ω
w
2
이며 z축과 α의 각을 이루므로 × = sinα이다.
:정자계 B를 속도 u로 운동할 때 유도되는 기전력
위에 식에 대입
× = sinα를 위에 식에 대입
A=wl은 루프면적이다.
각 α는 ω와 다음과 같은 관계가 있다.
일반적으로
시변자계 내에서 운동하는 도체
시변 자계 내에서 권수가 1인 도선 루프가 운동하는 경우 유도 기전력은 변압기 기전려과 운동 기전력의 합이다.
Vemf = Vtremf + Vmemf
V_{e m f} ``=`` - INT _{S} {PARTIAL B} OVER {PARTIAL t} CDOT d s `+` OINT_{ L} LEFT ( v TIMES B RIGHT ) CDOT d l ``=`` OINT_{ L} E CDOT d l

키워드

패러데이,   전자기학,   전자유도