요약
이 강의는 전기 기기 심화반 강의로, 기본반 강의보다 더 깊이 있는 전공 내용을 다룹니다. 앙페르의 오른나사 법칙, 플레밍의 오른손 법칙(발전기 원리), 플레밍의 왼손 법칙(전동기 원리) 등 기초 이론을 배우고, 직류 발전기의 원리와 구성 요소(계자, 전기자, 정류자, 브러시)를 자세히 설명합니다. 핵심은 발전기와 전동기의 구조는 동일하지만 전류 방향이 반대라는 점, 그리고 직류 발전기의 3대 요소인 정류자, 전기자, 계자를 기억하는 것입니다.
- 전기 기기 심화반 강의 소개 및 기본 이론 정리
- 직류 발전기의 원리 및 구성 요소 상세 설명
- 핵심 용어 및 암기법 제시
강의 소개 및 기초 이론
이 강의는 전기 기기 심화반 강의이며, 기본반 강의보다 더 전공적인 내용을 깊이 있게 다룹니다. 전기 기기는 직류기, 동기기, 변압기, 유도기, 정류기의 다섯 파트로 구성되어 있으며, 이해를 바탕으로 학습해야 합니다. 강의에서는 앙페르의 오른나사 법칙, 플레밍의 오른손 법칙, 플레밍의 왼손 법칙을 다룹니다.
앙페르의 오른나사 법칙
앙페르의 오른나사 법칙은 전류가 흐르면 자기장이 발생한다는 법칙입니다. 전류의 방향에 따라 자기장의 방향이 결정되며, 오른손으로 전류 방향을 감싸 쥘 때 엄지손가락이 가리키는 방향이 자기장의 방향입니다. 전류가 안으로 들어가면(x), 자기장은 시계 방향으로 발생하고, 전류가 밖으로 나오면(점), 자기장은 반시계 방향으로 발생합니다. 나사를 돌리는 방향과 연관지어 이해할 수 있습니다.
플레밍의 오른손 법칙
플레밍의 오른손 법칙은 발전기의 원리를 설명하는 법칙입니다. 발전기는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하며, 도체가 자기장을 끊으면 유기 기전력이 발생합니다. 오른손을 펴서 FBI(힘, 자기장, 전류)를 나타내며, 엄지(힘), 검지(자기장), 중지(전류) 방향을 일치시켜 유기 기전력의 방향을 결정합니다. 수식으로는 E = V x B * L 로 표현되며, 외적 개념이 사용됩니다. 외적은 벡터의 곱으로, 크기와 방향을 모두 고려합니다.
플레밍의 왼손 법칙
플레밍의 왼손 법칙은 전동기의 원리를 설명하는 법칙입니다. 전동기는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하며, 자기장 내에서 전류가 흐르는 도체는 힘을 받습니다. 왼손을 펴서 FBI(힘, 자기장, 전류)를 나타내며, 엄지(힘), 검지(자기장), 중지(전류) 방향을 일치시켜 힘의 방향을 결정합니다. 수식으로는 F = I x B * L 로 표현되며, 외적 개념이 사용됩니다.
기초 문제 확인
전자석 그림에서 전류 방향에 따른 N극과 S극을 표시하는 문제, 전기적 원선에 전류를 보낼 때 회전 방향을 알기 위한 법칙 및 회전 방향을 묻는 문제 등을 통해 앙페르의 오른나사 법칙과 플레밍의 왼손 법칙을 적용하는 연습을 합니다.
직류 발전기 원리
직류 발전기는 플레밍의 오른손 법칙에 따라 작동하며, 계자(자석), 전기자(도체), 정류자, 브러시로 구성됩니다. 계자는 자기장을 생성하고, 전기자는 유기 기전력을 발생시키며, 정류자는 교류를 직류로 변환하고, 브러시는 직류를 외부로 인출합니다.
직류 발전기 구성 요소
계자는 자기장을 만드는 역할을 하며, 철심과 계좌 권선으로 구성됩니다. 전기자는 유기 기전력을 만들며, 철심과 권선으로 이루어져 있습니다. 철심은 철손(히스테리시스손, 와류손)을 줄이기 위해 규소 강판을 사용하고 성층합니다. 정류자는 교류를 직류로 바꾸는 역할을 하며, 정류자편의 수와 편간 전압을 계산하는 방법이 있습니다. 브러시는 직류를 외부로 인출하며, 탄소질 또는 흑연질을 사용하고, 로커를 통해 이동시킬 수 있습니다. 공극은 계자와 전기자 사이의 간격을 의미하며, 적절한 간격을 유지해야 합니다. 직류 발전기의 3대 요소는 정류자, 전기자, 계자(정전계)입니다.
