코일의 감은 횟수와 1차 전압에 따라 2차 전압이 어떻게 바뀌는지 살펴 보세요.
변압기는 공간을 통해 전기에너지를 전달할 수 있는 간단한 장치입니다.
한 코일에는 전원이 연결되어 있고, 다른 코일에는 검류계가 연결되어 있습니다.
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일차코일의 스위치가 열리거나 닫힐때 이차코일에 전압이 유도됩니다. |
전원이 연결된 코일을 일반적으로 일차코일(Input)이라고 하고, 다른 코일은 이차코일(Output)이라고 합니다.
일차코일의 스위치를 닫자마자 전류가 일차코일에 흐르게 되고, 두 코일 사이에 아무런 물질이 존재하지 않아도 이차코일에 전류가 흐르게 됩니다.
그러나 이차코일의 전류는 짧은 시간 사이에만 흐르게 됩니다. 일차코일의 스위치를 열때에도 이차코일에 전류가 흐르며 방향은 반대가 됩니다.
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이차코일에 유도되는 전압은 순전히 일차코일에 의한 자기장의 변화에 의한 것이다. |
따라서, 변압기는 교류전원의 전압을 변경할 목적으로 사용합니다.
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간단한 변압기. 일차코일과 이차코일 내에 철심을 넣으면 자기장은 철심에 집중되어 자기장의 변화에 더 민감하게 반응하게 됩니다. |
만약 일차코일과 이차코일에 감은 도선의 수가 같으면 들어가는 전압이나 나오는 전압이 같아서 아무런 변화가 없습니다. (약간의 손실을 제외하면...)
그러나 이차코일에 감긴 횟수가 일차코일보다 많으면 이차코일의 전압이 일차코일보다 큽니다. 이 경우 전압이 승압되었다고 합니다. 만일 이차코일에 감긴 횟수가 일차코일의 2배이면 이차코일의 전압은 일차코일의 2배가 됩니다.
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V1, V2: 1차전압과 2차전압 n1, n2: 감은 횟수 I1, I2: 전류 |
여기서, N1와 N2 는 코일을 감은 수를 뜻합니다.
만약 이차코일이 일차코일보다 덜 감겼다면 이차코일에 유도되는 전압은 일차코일의 전압보다 낮을 것입니다. 이 때 전압은 강압되었다고 합니다.
승압변압기는 마치 공짜로 무엇인가를 얻는 것 같이 생각됩니다. 그러나 전압이 승압될 때 일차코일에 많은 전류가 흐르게 되므로 그렇지 않습니다.
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(전압×전류)일차코일 = (전압×전류)이차코일 |
변압기를 이용하여 전압을 쉽게 높이고 낮출 수 있는 것은 직류가 아니라 교류이기 때문입니다. 따라서 가정용 전원으로 교류가 사용됩니다.