seegongsik
고등학교 1~2학년 (15-17세)

자기장과 전자기 유도

Magnetic Field & Induction

자속이 변하면 전류가 흐른다
2
👀 눈으로 보자
①코일을 지나는 자속이 일정하면 아무 일도 없다
②자석을 움직이는 등 자속이 변하면 코일에 전류가 유도된다
③자속이 빠르게 변할수록(기울기 클수록) 유도 기전력이 크다
자기장·자속·유도 기전력
자속
Φ = B A
자기장 B와 면적 A의 곱 — 코일을 수직으로 지나는 자기력선의 양
패러데이 법칙
V = N ΔΦΔt
감은 수 N, 자속 변화율 ΔΦ/Δt에 비례하는 유도 기전력 크기
렌츠 법칙 — 방향
🧲 변화를 방해하는 쪽
①유도 전류는 자속의 변화를 방해하는 방향으로 흐른다(렌츠 법칙)
②자속이 늘면 그것을 줄이려는, 줄면 늘리려는 방향
③에너지 보존의 결과 — 공짜 전류는 없다
직접 구해 보자
예제 1
한 번 감은 코일을 지나는 자속이 0.2초 동안 0.1 Wb에서 0.5 Wb로 변할 때 유도 기전력의 크기를 구하시오.
1
자속 변화량 ΔΦ = 0.5 − 0.1 = 0.4 Wb.
2
V = N·ΔΦ/Δt에 N=1, Δt=0.2를 넣는다.
V = 1 × 0.40.2 = 2 V
▸ 2 V
변화량(Wb)을 시간(s)으로 나누는 것이 핵심 — 자속 자체가 아니다.
예제 2
100번 감은 코일을 지나는 자속이 0.01초 동안 0.02 Wb 변할 때 유도 기전력의 크기를 구하시오.
1
감은 수 N=100을 곱한다.
V = N ΔΦΔt
2
V = 100 × 0.02/0.01.
V = 100 × 2 = 200 V
▸ 200 V
감은 수 N을 빠뜨리면 답이 N배만큼 작아진다.
총정리
핵심 정리
Φ = B A, V = N ΔΦΔt
자속은 B×A, 유도 기전력은 감은 수 × 자속 변화율
2021 수능 과학탐구(물리Ⅰ) 유형 변형
200번 감은 코일을 지나는 자속이 0.1초 동안 0.3 Wb 균일하게 변할 때 유도 기전력의 크기는?
①60 V
②200 V
③300 V
④600 V
⑤900 V
▸ ④ 600 V
1
V = N·ΔΦ/Δt에 N=200, ΔΦ=0.3, Δt=0.1.
V = 200 × 0.30.1
2
계산한다.
V = 200 × 3 = 600 V
🎯 시험 포인트
①자속 Φ = BA
②패러데이 V = N·ΔΦ/Δt (감은 수 N 필수)
③렌츠 법칙: 변화를 방해하는 방향
④자속이 일정하면 유도 전류 0
⑤V는 변화율에 비례 — 빠를수록 크다
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