인덕턴스(Inductance) - 자체인덕턴스, 상호인덕턴스의 개념

인덕턴스(Inductance) - 자체인덕턴스, 상호인덕턴스의 개념

1. 인덕턴스

1) 자체 인덕턴스(self inductance)

어떤 코일에 흐르는 전류가 변화하면 코일과 쇄교하는 자속도 변하여, 코일에 기전력이 유도 된다. 이것을 자체유도 작용이라 하고,  이 기전력을 자체 유도 기전력이라 한다. 여기서 감은 횟수 N회의 코일에 전류 I[A]가 Δt [sec]동안에 ΔI [A] 만큼 변화하여 코일과 쇄교하는 자속 Φ [Wb]가 ΔΦ [Wb]만큼 변했다면 자체 유도 기전력은

여기서 L은 코일의 크기, 모양에 따라 다르며 이것을 자체 인덕턴스라 하고, 단위는 헨리[H]를 사용한다.  NΔΦ = LΔI 이므로 L = NΦ/I 이다.

 

2) 상호 인덕턴스(mutual inductance)

한쪽의 코일에 전류를 변화시키며 흘릴 때, 다른쪽 코일에 기전력이 유도되는 작용을 상호 유도작용이라 한다.

Pig01의 S쪽으로 유도되는 기전력 e₂는  S에 감은 횟수가 N₂라 할 경우 다음과 같다.

< Fig01. 상호 인덕턴스 >

 

이 때 자속의 변화 ΔΦ₂[Wb]는 전류의 변화 ΔI₁[A]에 비례하므로

그 비례상수를 M이라 하면 다음과 같이 된다.

이 비례상수 M을 상호 인덕턴스라 하고 단위로는 헨리[H]를 쓴다.

 

3) 변압기의 원리

철심에 N₁,N₂의 두 코일 P, S를 감고 P코일에 교번 전압을 가하면 전자 유도 작용에 의하여 P, S 코일에 기전력이 유도 된다.  이때 P와 S 코일의 기전력을 E₁,E₂라 하고 누설 자속이 없다고 가정하면 다음과 같이 된다.

< Fig02. 변압기의 원리 >