일렉

인덕터란 도선을 감은것을 말하며 코일이라고도 합니다.인덕터를 통화하는 전류는 자기장을 만들고 인덕터와 인덕터 사이에 형성된 자력선은 강력한 자기장을 부가합니다.코일을 인덕터 또는 리액터라고도 부릅니다. 영어론 휘감다라는 뜻이라합니다. 코일에 전류를 흘려주면 주변에 자기장이 발생합니다.

위 이미지를 보면 두개의 코일이 멀리 분리된 경우에는 코일 사이에 반대방향으로 자력선이 나타납니다.

하지만 가까워질 경우에는 반대방향의 자력선은 상쇄되어 총 자기장이 나타납니다.위와 같은 결과는 인덕터에서 가까이 많은 코일이 인접할 경우에는 자력선이 모두 부가되어집니다. 이와같이 부가된 코일로 인해서 자기장의 강도도 부가하게 됩니다.여러개의 코일이 인접한 경우에 부가된 자력선의 총 자기장을 나타나고 자기장의 방향은 N극과S극을 만듭니다. 1820년 외르스테드는 전류에 의해 생성된 자기효과로부터 전기와 자기사이의 관련성이 이싸는 것을 발견하게 되었습니다.1831년 패러데이는 역효과로서 자기장에 의해서 생성되는 전류를 찾고자 시도하여 코일을 통해 자석을 움직임으로서 전압은 완전한 경로가 이루어졌을때 코일의 양단에 유도되고 유도 전압은 유도 전류의 원인이 된다고 생각하였습니다. 즉 유도 전압의 총량은 인덕터에 대한 자기장의 변화율에 비례합니다. 이것이 패러데이의 법칙입니다.

코일을 말아서 그 안에다가 자석을 움직여보면 전압이 오르락 내리락합니다. 즉 유도 전압은 변화하는 자가장에 의해 생성된다는것을 알수있습니다.유도된 전압은 코일의 감은 횟수N에 비례하고 자기장의 변화율 d자속변화율/dt에 비례합니다. 인덕터를 통해 흐르는 전류가 존재할때 자기장이 발생합니다.전류가 변하면 자기장 역시 변합니다. 전류의 증가는 자기장을 늘리고 전류의 감소는 자기장을 감소시킵니다.그러므로 전류를 변화시키는 것은 인덕터 주변에 있는 자기장을 변화시킵니다. 이 모든것들을 자기인덕턴스라고 하는데 그냥 인덕턴스라고합니다. 인덕턴스 기호는 L이라고하고 전류의 변화를 방해하는 코일의 성질이라고 결론지으면 될것같습니다. 결국 인덕터라는것은 코일이라고 생각하고 이 코일에 능력은 전류변화의 결과로서 유도 전압을 생성시킬수있는게 인덕터의 능력입니다. 인덕터를 통한 전류가 변화할때 유도된 전압은 변화하는 자기장의 결과로서 생성되고 유도된 전압의 방향은 항상 전류에서의 변화에 대해 저항하게됩니다. 이것을 렌즈의 법칙이라고 합니다. 

인덕턴스가 크면 클수록 유도 전압이 커지고 인덕터에 전류가 빠르게 변화하면 할수록 유도 전압은 커집니다. 인덕턴스를 정의하면 1H는 시간당 1A의 비율로 변화되고 인덕터를 통해 흐르는 전류가 인덕터 양단에1V전압을 유도했을경우를 말합니다. 그리고 인덕터는 전류에 의해 생성된 자기장으로 에너지를 저장합니다.에너지 단위는 J(줄)이라고합니다.1J이란 1N(뉴턴)의 힘으로 어떤 물체를  1m만큼 밀고 갔을때 행해진 일의 양입니다. 그리고 1N은 약 102g의 질량을 가진 물체의 무게에 해당합니다. J=1N 이라고 정의합니다. 보통 인덕턴스란 무엇인지 찾아보면 거의 이런식으로 쓰여있습니다. 솔직히 어렵습니다. 인덕터의 특징은 전류의 변화를 안정시키려고 하는 성질이 있습니다. 코일에 전류가 흐르려고 하면 코일은 전류를 흘리지 않으려고 하며 전류가 감소하면 계속 흘리려고 하는 성질을 갖고있습니다. 또한 전자석의 성질이 있습니다. 코일에 전류가 흐르면 절이나 니켈을 끌어당기는 자석의 성질을 갖습니다.

그리고 공진하는 성질이 있습니다. 코일과 콘덴서를 적절히 구성하면 어떤 특정 주파수의 교류전류가 흐르지 않거나 쉽게 흐르도록합니다. 마지막으로 전원 노이즈 차단기능이 있습니다. 코일의 전류의 변화를 안정화시키는 기능을 이용해서 외부로부터 유입되는 노이즈를 효과적으로 차단하는 기능을 가집니다. 회로가 흐르고있는 전류의 변화에 의해 전자기 유도로 생기는 역기전력의 비율을 나타내는 양,단위는H(헨리)이고 기호는 L이다.이것을 인덕턴스(유도용량)이라고 합니다.

코일의 쓰임은 너무 많습니다. 코일을 감아서 모터를 만든다든가 아님 발전기를 만든다는가 혹은 변압기를 만듭니다.또 무선충전기도 코일이 들어갑니다.가장 대표적인것들이라 할수있습니다.보통 회로에선 노이즈를  잡을때 혹은 전류변화를 잡을때 쓰이고 여러종류의 전압을 원을때 많이 쓰기도 합니다.우리 어렸을때 110v에서 220v의 전압으로 바꼇을때 대부분 가전제품이 110v였기때문에 변압기로 220v에서 110v로 전압을 다운시켜서 많이 쓰였습니다. 그 변압기안에도 코일이 들어가있습니다. 일단 코일에 전류를  흘려주면 생기는 자기장을 보통 에너지라고 생각하면 좋을듯합니다. 전류를 흘려주다가 갑자기 전류를 끊으면 기전력이 생긴다고합니다. 그 기전력을 전기라고 생각한다면 자기장은 곧 에너지라고 생각이 듭니다. 즉 전류의 크기를 크게해서 흘려줄수록 자기장도 세지고 그만큼 에너지도 많이 축적이 될것입니다. 이런 에너지를 어디에 쓰느냐라는 궁금한게 생길것같습니다. 예를 들어 인버터같은 경우에는 전류에 흐름이 많이 오르락내리락합니다. 여기에 인덕터라는 녀석을 써주면 그 오르락내리락하는 전류를 어느정도 잡아줄수있습니다. 그리고 인버터처럼 고전압을 필요로하는곳은 회로로 전압을 올려주는것은 한계가 있습니다. 하지만 코일은 그런한계가 없다고 생각이 듭니다. 다만 크기 점점 커질뿐입니다. 비용차원에서도 많이 들것이구요. 

인덕터의 쓰임 조금더 이해하기 쉽게.

스위치를 닫는 순간, 인덕터는 역기전력으로 인해 매우 큰 저항을 가진 것과 같아집니다. 따라서 대부분의 전류는 LED로 흐릅니다.스위치를 닫은 상태로 시간이 흘러 인덕터의 저항 성분이 줄어들면, 대부분의 전류가 LED 대신 인덕터를 통해 흘러갑니다. 인덕터의 저항 성분이 줄어들면 매우 센 전류가 흐르면서 열이 발생합니다.

스위치를 닫으면 인덕터에 자기장이 형성됩니다.잠시후 스위치를 열면 자기장의 감소에 반대하여 인덕터에 역기전력이 만들어지고 이 역기전력으로 인해 LED가 점등됩니다. 오늘은 여기까지......

step-up회로

승압을 하게되면 LED의 전류 이용면에서 높은 효율을 얻을 수있으며, 전지의 갯수를 줄일수 있으므로 당연히 중량도 줄어든습니다. 따라서,휴대용 장치나 전지를 사용하는기기에 응용하면 효율이 높은 전원회로를 만들수있습니다. 승압형DC-DC 컨버터 또는 레귤레이터를 LED 점등에 응용해보겠습니다. 위 회로는 일반 1.5v건전지 하나로 3v용 LED를 점등하는 회로 R1과 C1의 발진 주파수에 의하여 Q1이 빠른 속도로ON/OFF 하게되고 Q2를 스위칭하여 L1에 에너지를 축적한다. 여기서 발생되는 신호는 교류 성분의 신호처럼 반전과 비반전의 반복으로 승압효과를 낸다. 이 전압은 D1의 다이오드로 정류되고 C2에 의하여 평활되어 3v LED 점등이 가능하게된다.Vr1을 조절하여 LED의 밝기를 조절할 수 있는데 ,한번 조정하여 최적 상태를 고정하는 것이므로 반고정 저항기를 사용하면 된다 L1은 330uH 트로이 코어 대신에 코일 20~40회 정도 감아주는것으로 이를 대신할수있습니다. 인덕터를 대체 부품으로 사용하는 경우 어느것이라도 좋으나 실험을 해보아서 최적의 동작을 하는 부품을 적용하면 되겠습니다.LED의 점등 개수가 많아지면 R2의 저항값을 100옴 이하로 낮추어주면 Q2의 컬렉터 전류가 증가하므로 좀 더 밝은 빛을 내도록 할수있습니다. 하지만...현실은 저렇지 않습니다. 일단 부속 구하는데 시간이 걸리고 필요는 하지만  간단한 회로라고는 제가 봤을땐 아닌거같습니다. 일단 승압이 어떻게 이루어지는지 인덕터가 왜 들어가야하는지 내용이 안나와있습니다.위 이미지를 보시면 일단 TR 두개가 들어갑니다. 부품을 다 띄고 순수하게 전압과 TR두개만 있다고 생각해보도록할께요. TR두개를 저렇게 연결해놓은것을 달링턴회로라고 합니다. 무슨용도를 쓰이느냐라고 한다면 전류증폭을 위해서라고 생각하시면됩니다. 일단 전류의 흐름을 보시면 전압 플러스에서 Tr q1번 e라고 적혀있는곳으로 들어갑니다.하지만 e로 들어가는 전류를 c까지 흘려보내줄려면 b라는곳에 전류를 넣어줘야합니다.그래서 다시 전원 플러스에서 인덕터를 거치고 b로 전류를 흐를수있게 연결된거 보이십니다. 그래서 Q1에 c로 이제 전류가 흐를것입니다. 전류가 흘러서 다시 Q2라는 Tr B로 전류가 흘러들어가고 Q2라는 TR의 C에서  E로 전류가 전류가 흐릅니다. 위에 글에보시면 "여기서 발생되는 신호"라는 말이 있습니다. 발진신호를 말하는건데 이미지를 보시면 달린턴에 C1과 저항으로 발진신호가 발생하는것입니다. 그런데 TR두개와 콘덴서 그리고 저항만으로 신호를 만들었다고 해도 전압이 승압하지는 않습니다. 그래서 에너지를 모아주는 인덕터L1이 필요한것입니다. 인덕터라는 녀석은 어떻게 활용하느냐에 따라서 이렇게도 쓰고 저렇게도 쓰고 합니다. 그리고 마지막으로 '평활회로'는 간단하게 해석한다면 D1과 C2가 합쳐져서 완벽한 직류전원은 아니래도 LED정도는 켤수있는 직류전원으로 변환해주는 역활을 합니다. 

TR(트랜지스터)역활 - 증폭과 스위치역활

D1(다이오드) 역활- 전원의 플러스전류를 한쪽방향으로만 흐르게함

C1(세라믹 콘덴서) - 필터역활 전원전압축적

C2(전해 콘덴서)- 극성이 있고 전원전압축적

L1(인턱터)-에너지 축적 전류변화 방지