일렉

코일에 전지를 연결하여 전압을 가해보면 시긴이 지나면 전류가 않이 흐르는데 스위치를 넣은 순간에 어떻게 될까요.맨 처음 코일에 전류가 조금 흘렀다면 코일에는 매우 작은 전류에 의해서 자장이 발생합니다. 아무것도 없는 곳에 새롭게 자장이 생겼다는 것은 자장의 변화가 있기 때문입니다.자장이 변화하면 당연히 유도 기전력이 코일에 발생합니다. 이 유도 기전력은 전지의 전압이 쌓여 코일의 양끝에 발생하며 이 전압의 방향은 외부에서 가한 전지의 전압을 차단하는 방향으로 일어납니다. 이 차단 전압은 전지의 전압을 약하게 하여 전류를 흐르지 않게 합니다. 하지만 저항은 시간이 지남에 따라 점점 증가합니다. 그러나 이 저항은 완전한 효과가 없는 것은 아니며 전지의 전압에 저항하여 전류가 급격히 흐르느느 것을 시간적으로 지연시키는 효과가 있습니다. 이와 같이 코일은 코일 자체의 자장 변화에 의한 내부적인 유도 기전력을 가지고 있습니다. 이 현상을 자기 유도라 하고 발생하는 기전력을 자기 유도 기전력이라고 합니다. 이 전류의 변화에 저항하는 코일의 성질은 코일의 성질,코일의 각 부분이 자장을 통해 서로 결합한것입니다. 또 변화를 싫어하는 것은 코일만이 아니라 역학에서 나오는 질량이 속도의 변화를 싫어하는 관성을 갖고 있는 것과 똑같은 현상이므로 자기 유도의 크기를 나타내는 인덕턴스를 전기적 관성이라고 부릅니다.

특별히 저항성과 무효분의 고주파 안테나에서 3.5내지30MHz의 임피던스 측정을 위해 전확도와 측정범위를 향상시킵니다.

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......

펄스트랜스는 수10khz 이상 고주파가 나옵니다. 코일 감이가 저주파용 트랜스보다 매우 적게되고 가벼워지며 주파수를 높게하면 더 작고 가벼운 크기로도 큰 전류를 흘릴수있습니다.

펄스트랜스는 코어가 기준이 되어 형상 및 코일감이 전력등이 결정되고 형태에 따라서 EP,EIEE CORE등으로 분류됩니다.

SMPS에 사용되는 트랜스는 용도 및 규격에 따라서 다양한 형태가 있어 일일이 나열할수는 없으나 기본적 유형에서 크게 벗어나지 않습니다. 위 이미지는 일반SMPS에서 볼수 있는 공통적인 유형의 규격들입니다.펄스트랜스의 구동 방식에서 포워드 컨버트 방식인 경우 스위칭 주파수를 1/2로하면 출력은 약 20%로 감소하고 반대로 주파수를 2배로하면 출력은 약20%로 증가됩니다. 즉 50KHz로 구동되는 SMPS가 있을때 스위칭 주파수를 1/2로 하여 25KHz로 낮추면 출력은 20% 감소하고 스위칭 주파수를 2배로 올려서 100KHz로 했을때는 출력이 20%로 이상 증가됩니다. 이경우 출력이 5A인SMPS라면 스위칭 주파수를 2배 올리는것만으로 6A의 전류증강 효과를 얻을 수있게됩니다. 단 주파수를 높이게 되면 펄스트랜스를 소형으로 할수 있으나 컨트롤이 어렵게 됩니다.

펄스 트랜스는 포워드 방식은 한쪽방향으로 코일을 감는거고 플라이백 방식은 서로 반대방향으로 코일을 감는것이 되겠습니다.트랜스에 갭을 넣고 인덕턴스를 조정하여 사용하는 경우가 많습니다.포워드 방식에 권수비를 줄일 수 있으므로 고압일 때 편리합니다. TR-ON일때 트랜스에 에너지를 축적하고 TR-OFF일때 출력합니다. 펄스 트랜스는 코일 권수가 수십회 이내인 경우가 대부분이므로 코일의 저항값을 측정하여 회로 결선을 알아내기는 쉽지 않으나 트랜스의 공통 유형을 알고 있다면 미묘한 차이의 저항값이라고 하더라도 구분이 가능합니다. 또는 1차 권선에 펄스를 입력하여 2차 코일에 유도되는 전압과 전류를 측정 비교하면 어느 단자에 부하가 연결되는지를 파악 할수있습니다.코일이 감겨있는 부품들중에 인덕터라는 드럼타입 인덕터는 수W의 소출력을 내는 휴대폰 충전기회로등에서 자주 볼수있는데 이것은 고주파 필터용 초크코일이며 수100mA이네의 전류에서 사용합니다.

그리고 코일이 감겨있는 초크코일이라는 부품이 있습니다. 이것은 입력전류의 피크값을 내리고 입력 콘덴서의 리플전류를 내립니다. 스위칭트랜지스터의 콜렉터 피크값을 내리고 스위칭 트랜지스터의 손실을 줄입니다. 펄스 트랜스 및 다이오드의 실효전류를 내립니다. 경부하시 부하 변동을 작게 합니다. 인덕턴스가 작은 초크 코일은 스위칭 트랜지스터의 동작에 무리를 줄 수 있으므로 사용시 주의가 필요합니다. 그리고 노이즈필터코일이라는 전자부품도 있습니다.

코일이 교류에 대해 큰 저항분(리액턴스)을 갖는 것을 이용하여 교류분이나 고주파성분의 저지를 위해 사용하며 콘덴서와 조합하여 회로가 구성됩니다.