패러데이의 법칙 문서 원본 보기

 * 상위 항목 : [[맥스웰 방정식]]

[include(틀:프로젝트 문서, 프로젝트=나무위키 물리학 프로젝트)]
[[분류:물리학]][[분류:전기공학]]

[youtube(KGTZPTnZBFE)]

패러데이 법칙에 의한 전자기 유도를 설명한 동영상

[목차]

= 개요 =
패러데이의 법칙 또는 시간에 따른 자기 선속의 변화가 전기장을 만든다는 법칙을 일컫는 말이다. 쉽게 말해서 [[발전기]]의 원리. 이러한 현상을 전자기 유도라고 부른다. 다만 이 법칙을 이용하지 않는 발전기가 있는데 다름아닌 [[태양광 발전]]에 쓰이는 [[태양전지]].[* 이건 [[광전효과]]를 이용한다.]

고등학교나 대학교 일반물리실험 등에서 하는 실험 중 하나에 코일 위에서 자석을 가까이 댔다 떼는 걸 하는 게 있는데, 이 과정에서 코일 내에 전류가 흐르는 것을 확인할 수 있다. 이 때 코일에 흐르는 전류의 방향은 렌츠의 법칙에 의해 코일 내의 자기장의 변화에 반대되는 자기장이 형성되도록 흐르는데, 이러한 관계는 맥스웰 방정식을 통해서 수식적으로 확인할 수 있다.

[[맥스웰 방정식]]의 세 번째 식에서는 전기장의 회전(Curl)은 시간에 따른 자기장의 변화와 동일하다고 서술하는데 적분형태의 맥스웰 방정식과 자기선속 <math>\Phi_B</math>와 기전력 <math>\epsilon</math>의 정의를 잘 조물조물(...)하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

{{{+2 <math>{d\Phi_B \over dt}=-\epsilon</math>}}}

= 응용 =

무궁무진하지만 대표적인 응용법은 바로 위에서 설명했던 [[발전기]]의 원리이다. 이 법칙으로 인해 우리가 [[전기]]를 공업적으로 쓸 수 있다고 해도 과언이 아니다! 대다수의 발전소는 [[증기터빈]]을 사용하는데 연료를 태워 생기는 열에너지를 물을 가열하여 수증기로 만들어 그 수중기의 압력으로 터빈을 돌려 전기를 생산하는데 이 역학적 에너지가 바로 회로에 걸리는 자기선속의 변화를 만들어서 회로 내에 전기를 흐르게 만드는 것이다.

또한 [[변압기]]와 [[파워 서플라이]]도 같은 원리인데, 두 코일을 가까이 두고, 각 코일마다 감긴 수를 조절하고 한쪽 코일에 교류 전류를 흘려주게 되면, 교류 전류의 변화로 인해 자기장이 형성이 되고, 이 자기장을 이용하여 전류가 흐르지 않는 맞은편 코일에서도 전자기 유도를 만들어 전류를 흐르게 하는 원리이다. 이때 각 코일에 걸리는 전압의 비는 감긴 코일 횟수의 비와 동일하다. 

[[카드]]에 붙어있는 마그네틱 선도 전자기 유도를 이용한 것인데 특정한 규칙을 가지고 배열된 자석이 카드 리더기에 있는 코일을 통과하면서 코일에 전자기 유도를 일으켜 정보를 판독하는 방식이다.