물리학Ⅱ›전자기장

전자기 유도

Electromagnetic Induction

자석을 움직이면 전류가!
🧲 패러데이의 발견
①코일 가까이 자석을 움직이면 전류가 흐릅니다!
②자석을 멈추면 전류도 사라집니다
③핵심: 자기 선속의 "변화"가 전류를 만든다
전자기 유도 시각화
5 Wb/s
💡 핵심 관찰
①자속 변화율(dΦ/dt)이 클수록 유도 기전력이 큽니다
②자속이 증가하면 → 증가를 방해하는 방향으로 전류 (렌츠)
③자속 변화가 0이면 유도 기전력도 0!
패러데이 법칙
패러데이 전자기 유도 법칙
ε = -dΦdt
유도 기전력 = 자기 선속의 시간 변화율의 음수
N회 감은 코일
ε = -NdΦdt
코일의 감은 수 N이 많을수록 유도 기전력 증가
자기 선속
Φ = BA cosθ
Φ: 선속(Wb), B: 자기장(T), A: 면적(m²), θ: B와 면의 수직 사이각
렌츠 법칙
🔄 렌츠 법칙: 자연은 변화를 싫어한다
①유도 전류의 방향은 자속 변화를 방해하는 방향!
②자속 증가 → 유도 전류가 반대 방향 자기장 생성
③자속 감소 → 유도 전류가 같은 방향 자기장 생성
④이것이 공식에서 마이너스(-) 부호의 의미!
총정리
패러데이 법칙 (핵심)
ε = -NdΦdt
유도 기전력 = -감은 수 x 자속 변화율
🎯 시험 포인트
①ε = -NdΦ/dt: 자속 변화가 클수록, 감은 수가 많을수록 EMF↑
②렌츠 법칙: 유도 전류는 자속 변화를 방해하는 방향
③Φ = BAcosθ: 면적, 자기장, 각도 중 하나라도 변하면 유도 발생
④발전기 원리: 코일 회전 → θ 변화 → Φ 변화 → EMF 유도
⑤변압기: ε₁/ε₂ = N₁/N₂ (권선비로 전압 변환)