전기전자공학개론

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전기전자공학개론

대구가톨릭대학교 전기에너지공학과

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제9장 자 기

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흡인력과 반발력

제9장 자 기

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흡인력과 반발력

제9장 자 기

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흡인력과 반발력

제9장 자 기

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자기_ ^{자석과 자력}

쿨롱의 법칙

 두 자극 사이에 작용하는 힘은 그 사이의 거리에 제곱에 반비례하고, 두 자극의 세기의 곱에 비례하며, 자기력의 방향은 양극간을 연결하는 직선상에 있다는 것 을 쿨롱의 법칙(Coulomb’s law)

 양 자극이 같은 부호일 때는 반발하는 방향이고, 다른 부호일 때에는 흡인하는 방향

 m₁, m₂ 세기의 자극을 진공 중에서 r의 거리에 놓았을 때의 자극 사이에 작용하 는 자력의 크기 F

 μ_s는 매질의 종류에 따라 그 값이 다르며, 매질의 비투자율이라 하며, μ= μ₀μ_s를 투자율이다. 진공 중에서는 μ_s는 1이며, 공기 중에서는 실용상 1로 본다.

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자 장

제9장 자 기

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자성체와 비자성체

제9장 자 기

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자기_ ^{자석과 자력}

자화 곡선과 히스테리시스 곡선

 철과 같은 강자성체를 자장 내에서 자화할 때 자장의 세기 H를 증가시킴에 따라 자 속 밀도 B도 증가한다(B = μH).

 자장의 세기가 증가하여 어느 값에 도달하면 자장의 세기를 증가시켜도 자속 밀도 는 그 이상 증가하지 않는다, 이와 같은 현상을 자기 포화(magnetic saturation)

 그림 3-6은 자화되어 있지 않은 강자성체를 자화시키는 경우의 자장의 세기 H와 자성체 중에 발생하는 자속 밀도 B와의 관계를 나타내었다.

 자화되어 있지 않은 철편을 자장 내에 놓고 자장의 세기 H를 그림 3-7의 0 → + H_m → 0 → - H_m → 0 → + H_m 의 순서로 변화시키면 철편 내의 자속밀도 B는 0

→ a → b → c → d → e → f → a와 같이 변화한다. 이때 자장의 세기 H와 자속밀 도 B의 관계를 나타낸 곡선을 히스테리시스 곡선(hysteresis loop)이라고 한다.

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자기_ ^{자석과 자력}

자화 곡선과 히스테리시스 곡선

 철편이 + H_m 까지 다음에 자장의 세기를 H를 “0”으로 하여도 철편에는 자기가 남 는다. 이 때 남은 자기를 잔류 자기 B_r(residual magnetism)이라 하며, 이 잔류 자 기 B_r은 반대의 자화력 – H_c를 가할 때 “0”이 된다. 이 자장의 세기 H_c(coercive force)를 보자력이라 한다.

 외부 자장이 그 속에 놓여 있는 철편을 자화시킬 때, 이 외부자장을 magnetizing force(자화력)이라 한다.

 硬鋼(hard steel)은 보자력 매우 커 아주 큰 반대 방향의 자화력을 주지 않는 한 잔 류 자기는 없어지지 않으며, 이것은 영구자석을 만드는데 적합

 교류가 흐르는 코일에 의해서 자화력을 줄 때에는 히스테리시스 곡선의 1순환마다 히스테리시스 곡선 면적에 비례하는 전력량이 철에서 열로 없어진다. 이러한 전력 손실을 히스테리시스손(hysteresis loss)이라고 한다.

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