회로이론

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회로이론에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 마찰에의한 전기발생
1) 전하와 대전체
2) 원자의 구조
3) 마찰전기
4) 정전기 유도

2. 화학작용에 의한 전기 발생
1) 전기분해
2) 일반적인전기분해
3) 물을 효과적전기분해법
4) 볼타전지
5) 연료전지

3. 압력에 의한 전기발생

4.열에의한 전기발생
1) 열에 의한 전하
2) 열전대의 원리

5.빛에의한 전기발생
1) 광전효과
2) 광전관
3) 광전자

6. 자기에 의한 전기발생
1) 기자력
2) 자속(자기력선속)
3) 자기력선속밀도
4) 보자력
5) 기전력
6) 자기 유도
7) 전자기유도

본문내용

Gi=10/4π AT에 해당한다.
2) 자속(자기력선속)
◎ 물체 내의 어떤 면을 통과하는 자기유도선의 수.
자속 · 자력선속이라고도 한다. SI단위계(국제단위계)에서는 Wb(웨버), CGS 단위계에서는 Mx(맥스웰)이며, 1Mx=10-8Wb이다. 자기력선속의 면적밀도를 자기유도 또는 자기력선속밀도라 한다.
3) 자기력선속밀도
◎ 자기장 안의 어떤 점에서 자기장에 수직인 단위면적당의 자기력선속.
자속밀도 ·자기유도 ·자기감응이라고도 한다. 예를 들면, 어떤 자기장 안에 긴 철막대를 넣으면 철막대 내부에는 자기장의 세기 H 외에 철막대의 자화에 의해 새로 생긴 자기장이 겹쳐서 B=H+4πI(I는 철막대의 자화의 세기)라는 세기를 가지는 자기력의 장이 생긴다. 이 B를 자기장의 세기와 구별하여 자기력선속밀도 또는 자기유도라고 한다.
또, 흔히 자기장의 양상을 나타내는 데는 자기력선이 사용되지만, 물질 내의 자기력의 양상을 나타내는 데는 자기력선과 동일한 생각에 입각해서 자속선(자기유도선)이 사용된다. 그 방향은 진공 속 또는 공기 속에서는 자기력선과 마찬가지로 N극에서 S극으로, 자성체 내에서는 반대로 S극에서 N극으로 방향을 취하는 것으로 약속하고, 자성체의 안팎을 지나서 자속선이 단절이 없는 폐곡선을 그리도록 한다. 또, 자성체 내에서의 자기력을 양으로서 나타내는 데는 자속선에 수직인 면을 지나는 그 자체의 수와 면적밀도를 사용한다.
4) 보자력
◎ 자화(磁化)된 자성체에 역자기장을 걸어 그 자성체의 자화가 0이 되게 하는 자기장의 세기.
이때 자기장의 세기는 Hc로 나타내며, 보자력의 값은 물질에 따라 다르다. 영구자석은 Hc가 클수록 좋으며, 영구자석 재료로서 이용되는 바륨페라이트는 4.8×105 A·m-1(6×103 Oe)의 큰 보자력을 갖는다. 자심 재료로서 이용되는 퍼멀로이의 보자력은 2.4 A·m-1(0.03 Oe)로 작다.
5) 기전력
◎ 회로에 전류를 흘려보내는 원인이 되는 작용.
도체의 내부에 전위차를 생기게 해서, 그 사이에 전하를 이동시켜 전류를 통하게 하는 원동력이 되는 것을 말한다. 열전기더미의 열기전력, 전지의 화학적 기전력, 광전지의 광기전력, 발전기의 전자기유도에 의한 기전력 등이 있다.
기전력은 전위차와 마찬가지로 볼트(V)라는 단위로 측정한다. 전지나 발전기 등은 다른 형태의 에너지를 전기에너지로 바꿈으로써 지속적으로 기전력을 얻을 수 있도록 고안되어 있으며, 회로를 열었을 때의 단자 사이의 전위차로 정의한다.
6) 자기 유도
◎ 회로를 흐르는 전류가 변화할 때, 그 회로 자체에 전류의 변화를 방해하는 방향으로 기전력이 유발되는 현상.
자체유도라고도 한다. 전류의 변화와 함께 자기 자신의 회로를 관통하는 자력선속이 변화하기 때문에 발생하는 전자유도현상으로서 이 경우의 유도기전력을 자체유도기전력이라 한다. 예를 들면, 전류회로의 스위치를 끊는 순간 불꽃이 튀는 것은 전류가 급격히 감소함에 따라 스위치의 접점에 큰 유도기전력이 유발되기 때문이다. 그 크기 E 는 흐르고 있는 전류 i (전자기 단위)의 시간적 변화율에 비례하여,
E ＝－L ·di / dt
가 된다. 결국 전류가 급격히 변화하면 할수록 이 변화를 방해하는 유도기전력의 값이 커지게 된다. 이 식에서 L 은 그 회로의 특유한 상수로 자기인덕턴스(자체유도계수)이다.
예를 들면, 자기인덕턴스 L 과 전체저항 R 을 가진 회로에 기전력 Eo 를 삽입해 회로를 닫는다면, Eo 는 역방향의 유도기전력 －L ·di / dt 가 생겨 전류가 옴의 법칙이 나타내는 일정한 값 I가 되지는 않는다. 즉, 회로를 닫은 직후의 어느 시각 t 에서의 전류의 세기를 i 라 하면,
Eo－Ldi / dt＝Ri
가 성립되어,
i ＝ I－Ie-Rt/L
가 된다.
이것을 그래프로 그리면 시간의 경과에 따라서 전류의 세기가 로그곡선 모양으로 증가하게 된다. 또 정상치 I인 전류가 흐르고 있는 회로를 열어 전류의 흐름을 막게 하면,
i ＝ Ie-Rt/L
가 되고, 시간의 경과에 따라 로그곡선적으로 감쇄한다. 결국, 자기유도는 마치 전류가 관성을 유인하듯이 자체 인덕턴스는 그 관성의 정도를 나타낸다.
7) 전자기유도
1820년에 외르스테드(Oersted)는 전류가 흐르는 도선에 의하여 자기가 만들어진다는 사실을 발견하였습니다. 이에 따라 자기로부터 전기를 만드는 가능성에 대한 의문이 일어났습니다.
패러데이(Faraday)와 헨리(Henry)는 코일에 단순히 자석을 넣었다 뺐다 함으로서 도선에 전류가 흐를 수 있다는 사실을 발견하였습니다. 이와같이 코일내의 자기장을 변화시켜 전압이 유도되는 현상을 전자기유도라고 합니다.
자기장내에서 움직이는 구리도선의 수가 많으면 많을수록 보다 큰 전압이 유도됩니다.
감긴도선의 수가 두 배인 고리 도선에 자석을 밀어 넣을 때 유도되는 전압은 두 배가 됩니다. 도선의 수가 10배이면 전압이 10배가 됩니다. 그러나 고리수가 많을수록 자석을 밀어 넣기기가 힘들어 집니다. 따라서 큰 전압을 유도하기 위해서는 보다 많은 일을 해야 합니다.
또, 유도전압의 크기는 얼마나 빨리 자기력선이 코일에 들어가고 나갔는지에 의존합니다.
매우 느리게 운동하면 전압이 거의 유도되지 않습니다. 빠른 운동은 큰 전압을 유도합니다.
간단한 발전기.
자기장 내에서 고리가 회전할 때 전압이 유도 됩니다.
코일에 전압을 유도하는 세 가지 다른 방법이 있습니다.
자석 가까이에서 코일을 움직이기
코일 가까이에서 자석을 움직이기
코일 가까이에서 다른 코일에 흐르는 전류를 변화시키기
세 가지 방법 모두 코일내 자기장의 양을 변화시킨다는 점이 중요합니다.
발전 - Faraday의 유도 법칙
자기장 B안에 있는 주어진 표면을 지나는 자기 선속 Φ는
Φ = BA
Φ: 자기 선속(Weber, 웨버)
B: 자기장(T, 테슬라) 1T=1N/A.m
A: 자기장이 지나는 면적(m2)
과 같이 나타납니다.
N번 감은 코일에 dt동안 dΦ의 자기장 변화가 있다고 할 때의 유도 기전력은 다음과 같습니다.
ε: 유도된 기전력(V, 볼트)
dΦ: Φ의 변화량(Weber, 웨버)
dt: 시간(s)

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