전자기 유도

Electromagnetic Induction

자석을 코일에 가까이 하거나 빼면 검류계 바늘이 움직이는데, 이것이 전자기 유도예요. 자석이 움직일 때만 유도 전류가 생기고, 멈출 때는 사라지며, 빠를수록·코일 감은 수가 많을수록 전류가 커져요. 이 원리는 발전기를 돌리고, 렌츠의 법칙은 유도 전류가 자기 변화와 반대 방향으로 작용함을 말해요. 이 페이지에서는 자석을 넣고 빼며 유도 전류가 어떻게 생기는지 시각으로 확인해 봐요.

움직이는 자석이 전류를 만든다?

🧲 패러데이의 발견

①자석을 코일에 가까이 하면 → 검류계 바늘이 움직인다!

②자석을 멈추면 → 전류가 사라진다

③자석을 반대로 빼면 → 전류 방향이 바뀐다

코일과 자석 실험

자석 위치30%

이동 속도5

💡 유도 전류의 조건

①자석이 코일에 가까워지거나 멀어질 때만 전류 발생

②자석 속도가 빠를수록 유도 전류가 크다

③코일 감은 횟수가 많을수록 유도 전류가 크다

발전기의 원리

코일 각도90°

전자기 유도 법칙

코일을 지나는 자기력선 수가 변하면 → 유도 기전력 발생

자기장의 변화가 클수록, 빠를수록 유도 기전력이 크다

💡 교류(AC) 발생

①코일이 회전하면 자기력선을 자르는 양이 계속 바뀐다

②유도 기전력이 사인파 형태로 변한다 → 교류(AC)

③가정용 전기(220V, 60Hz)가 바로 이 원리!

렌츠의 법칙

유도 전류 → 자기장 변화를 방해하는 방향으로 흐른다

자석이 다가오면 → 밀어내는 방향, 멀어지면 → 끌어당기는 방향

총정리

전자기 유도 (핵심)

자기장 변화 → 유도 기전력 → 유도 전류

패러데이 법칙: 코일을 통과하는 자기력선 수의 변화가 전류를 만든다

🎯 시험 포인트

①자석이 움직여야 유도 전류 발생 (멈추면 전류 없음)

②속도↑, 자석 세기↑, 코일 감은 수↑ → 유도 전류↑

③발전기: 코일 회전 → 교류(AC) 생산

④렌츠의 법칙: 유도 전류는 원인(자기장 변화)을 방해

⑤전동기(모터)는 반대: 전류 → 회전 / 발전기: 회전 → 전류

예제와 단원평가

예제 1

자석을 코일 속에 넣은 채 가만히 두면 유도 전류가 흐를까? 또 유도 전류를 크게 하려면 자석을 어떻게 움직여야 하나?

유도 전류는 코일을 지나는 자기력선 수가 변할 때만 흐른다(자석이 움직일 때).

자석이 멈춰 있으면 자기력선 변화가 없어 전류가 흐르지 않고, 자석을 빠르게 움직일수록 유도 전류가 커진다.

▸ 멈춰 있으면 전류 없음 / 자석을 빠르게 움직일수록 커짐

유도 전류는 자기장이 변할 때만 흐르고, 변화가 빠를수록 크다.

예제 2

발전기에서 코일이 자기장 속에서 회전하면 어떤 종류의 전류가 만들어지며, 그 원리는?

코일이 회전하면 코일을 지나는 자기력선의 양이 계속 바뀌어 유도 전류가 생긴다.

이 유도 기전력이 주기적으로 방향이 바뀌는 사인파 형태가 되어 교류(AC)가 만들어진다.

▸ 교류(AC) / 코일 회전으로 자기력선 변화가 계속 일어나서

발전기는 전자기 유도로 회전 운동을 교류 전기로 바꾼다.

단원평가 유형

전자기 유도에 대한 설명으로 옳은 것은?

①자석이 코일 속에 멈춰 있어도 유도 전류가 흐른다

②코일을 지나는 자기력선 수가 변하면 유도 전류가 흐른다

③자석을 천천히 움직일수록 유도 전류가 커진다

④발전기는 전기 에너지를 자석으로 바꾸는 장치다

⑤유도 전류는 자기장의 변화를 돕는 방향으로 흐른다

▸ ② 코일을 지나는 자기력선 수가 변하면 유도 전류가 흐른다

전자기 유도는 코일을 지나는 자기력선 수가 변할 때 유도 전류가 흐르는 현상이다.

자석이 멈추면 전류가 없고(①), 빠르게 움직일수록 전류가 커지며(③), 발전기는 운동 에너지를 전기로 바꾸고(④), 유도 전류는 자기장 변화를 방해하는 방향으로 흐른다(⑤, 렌츠의 법칙).