변압기 실험 (물리 실험)

소개글

변압기 동작원리 2페이지, 실험 방법 1페이지, 결과 2페이지, 고찰 1페이지 입니다.

실험은 data studio를 이용하였습니다.

목차

1. 이론

2. 실험 방법

3. 결과

4. 고찰

본문내용

1. 이론

변압기
변압기 동작의 원리는 마이클 패러데이의 연구로부터 비롯되었다. 패러데이는 자기적으로 결합된 두 코일이 있을 때 어느 한 코일에 흐르는 전류가 변화하면 다른 코일에 기전력이 유도되는 전자기 유도현상을 발견하였다. 이렇게 전자기 적으로 유기된 기전력을 변압기 전압(transformer voltage)이라 부르며 이러한 현상이 일어나도록 하기 위해 특정 형태로 코일을 배치한 것을 변압기라 한다.

변압기 구조









그림은 변압기의 기본적인 두가지 형태이다. (a)는 내철형이라 불리는 형태로 1차측과 2차측 권선이 서로 다른 위치에 감겨 있고 (b)는 외철형 이라 불리는 형태로 1차측 권선과 2차측 권선이 함께 감겨 있다. 내철형의 경우는 1차측과 2차측 권선이 멀리 떨어져 있기 때문에 고압용 변압기에 적합하다. 반면에 외철형은 누설 자속이 작다는 이점이 있다.

변압기 동작의 원리
















그림(a)에서 코일1은 스위치를 통해 배터리와 접속되어 있고 코일2는 저항에 접속되어 있다. 스위치를 닫으면 철심에 시계방향으로 자속이 생성되고 각 코일에는 코일의 권수와 코일내 자속의 변화율에 비례하는 전압이 발생한다. 누설이 없다고 가정하였을 때 양 코일에는 같은 양의 자속이 존재한다. 따라서

여기서 = 코일 1의 권수, = 코일 2의 권수

렌쯔의 법칙에 의해 각 코일에 발생되는 전압은 그 발생원인을 방해하는 방향으로 유기된다. 따라서 코이 1에 유기되는 기전력은 그림 (a)에 보인 것과 같이 배터리 전압과 반대방향이 되어야 한다. 그림에 으로 나타낸 이 반대방향의 전압을 역기전력이라 한다.
코일 2의 경우 유기기전력과 이에 의해 흐르게 되는 전류는 코일창 안에 생선된 자속에 반대되는 방향인 반시계방향으로 기자력을 만들어내는 방향이 되어야 한다. 따라서 이 기자력의 방향으로부터 유기기전력과 전류의 방향은 코일 2에 오른손 법칙 적용하여 결정할 수 있다.

정현파 전압에서의 변압기

그림(b)를 보면 1차측에 정현파 전원이 접속되어 있다. 이때 전류와 전압은 페이서로 표현된다. 또한 류기기전력의 방향은 (a)에서와 같고 위에서와 같은 방식으로 결정된다.
각 코일창 안에서의 정현적인 자속 변화에 의해 1차측과 2차측 권선에 유기되는 전압을 실효치로 표현하면 다음과 같다.
.

참고 자료

없음