정전용량과 자기회로

Capacitance & Magnetic Circuit

정전용량은 극판에 전하를 담는 능력으로, C=εA/d처럼 간격이 좁을수록 커져요. 콘덴서 직·병렬 합성은 저항과 반대이고, 자기회로는 기자력 NI와 자기저항으로 자속을 읽어요. 전기 옴의 법칙과 닮은 Φ=NI/R_m 구조가 핵심이에요. 극판 간격·코일 감은 수 슬라이더로 전계와 자속 흐름을 살펴봐요.

콘덴서 = 전기를 담는 그릇

극판 간격 d5 mm

💡 물통 비유

①콘덴서(C) = 물통의 크기: 크면 전기를 많이 담는다

②극판이 넓으면(A↑) → 용량 증가

③간격이 좁으면(d↓) → 용량 증가

④슬라이더로 간격을 줄여보면 C(pF)가 커지는 것을 확인하라

정전용량과 전계

정전용량

C = εAd [F]

C = 유전율 × 면적 / 간격

전계 세기

E = Vd [V/m]

전계 = 전압 / 간격: 간격이 좁으면 전계가 강하다

직렬·병렬 합성

Chart콘덴서 직렬·병렬 합성

구분	직렬	병렬
합성 공식	1/C = 1/C₁ + 1/C₂	C = C₁ + C₂
특징	용량 줄어듦	용량 커짐
비유	물통 직렬(입구 좁아짐)	물통 병렬(합쳐짐)

⚡ 저항과 반대!

①저항: 직렬=더한다, 병렬=역수합

②콘덴서: 직렬=역수합, 병렬=더한다

③서로 반대! 이 점이 시험에 자주 출제된다

자기회로: 전기회로와 닮은꼴

코일 감은 수 N100 회

기자력

F = NI [AT]

기자력 = 감은수 × 전류

자기 옴의 법칙

Φ = FR_m = NIR_m

자속 = 기자력 / 자기저항

💡 전기회로 ↔ 자기회로 대응

①전압(V) ↔ 기자력(F=NI)

②전류(I) ↔ 자속(Φ)

③저항(R) ↔ 자기저항(Rm)

④옴의법칙 V=IR ↔ 자기옴법칙 F=ΦRm

전자력과 전자유도

전자력(플레밍 왼손)

F = BIl [N]

전자력 = 자속밀도 × 전류 × 도체길이

패러데이 법칙

e = −NdΦdt [V]

유도기전력 = −(감은수 × 자속변화율)

플레밍 법칙

왼손·오른손 법칙

⚡ 렌츠의 법칙

①유도기전력은 자속 변화를 방해하는 방향으로 발생

②공식의 마이너스(−) 부호가 렌츠의 법칙

③자석을 밀어넣으면 → 밀어내는 방향으로 전류 발생

시험 총정리

정전용량

C = εAd [F]

유전율×면적/간격

기자력

F = NI [AT]

감은수 × 전류

자기회로

Φ = NIR_m

자속 = 기자력 / 자기저항

전자력

F = BIl [N]

자속밀도 × 전류 × 길이

패러데이 법칙

e = −NdΦdt [V]

유도기전력

🎯 시험 포인트

①콘덴서 직병렬은 저항과 반대: 혼동 주의

②자기회로는 전기회로와 대응시켜 기억

③플레밍 왼손=전동기, 오른손=발전기

④패러데이 법칙의 (−)부호 = 렌츠의 법칙

⑤E=V/d: 간격이 좁으면 전계↑ → 절연파괴 위험(소방 연관)