유도 결합
Inductive coupling |
전기공학에서 두 개의 전도체는 하나의 전선을 통한 전류의 변화가 전자기 유도를 통해 다른 전선의 끝을 가로지르는 전압을 유도하는 방식으로 구성될 때 유도 결합 또는 자기 결합이라고[1] 합니다. 첫 번째 전선을 통해 변하는 전류는 암페어의 회로 법칙에 의해 주변에 변화하는 자기장을 만듭니다. 변하는 자기장은 패러데이의 유도 법칙에 의해 두 번째 와이어에 기전력(EMF) 전압을 유도합니다. 두 도체 간의 유도 결합량은 상호 인덕턴스에 의해 측정됩니다.
두 개의 전선을 코일로 감아 공통축에 가깝게 배치하면 결합력을 높일 수 있어 한 코일의 자기장이 다른 코일을 통과합니다. 코일의 철 또는 페라이트와 같은 강자성 물질의 자기 코어에 의해 결합이 증가하여 자속이 증가할 수도 있습니다. 두 코일은 변압기의 1차 및 2차 권선에서와 같이 물리적으로 단일 장치에 포함되거나 분리될 수 있습니다. 커플링은 의도적일 수도 있고 의도적이지 않을 수도 있습니다. 의도하지 않은 유도 결합은 한 회로의 신호가 인근 회로로 유도되도록 할 수 있으며, 이를 크로스토크(cross-talk)라고 하며 전자기 간섭의 한 형태입니다.
유도 결합 트랜스폰더는 안테나 역할을 하는 큰 코일에 연결된 솔리드 스테이트 트랜시버 칩으로 구성됩니다. 리더 유닛의 진동 자기장 안으로 들어오면 트랜시버는 안테나에 유도 결합된 에너지로 전원을 공급받아 데이터를 리더 유닛으로 유도적으로 다시 전송합니다.
두 자석 사이의 자기 결합을 사용하여 자기 기어에서와 같이 접촉 없이 기계적으로 동력을 전달할 수도 있습니다.[2]
사용하다
유도 결합은 전기 기술 전반에 걸쳐 널리 사용됩니다. 예를 들어 다음과 같습니다.
- 유도 결합의 사용
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전력 변압기는 유도 결합을 통해 한 권선에서 다른 권선으로 전력을 전달합니다. -
안테나 트랜스포머는 AM 라디오 방송국의 안테나를 송신기에 유도 결합합니다. -
유도 결합으로 전류를 측정하는 클램프 전류계 -
유틸리티 트랜스포머 컷오프는 유도 결합 코일을 보여줍니다. -
라디오에서 나오는 가변계를 통해 유도 결합을 가변할 수 있습니다. -
트럭의 점화 코일은 유도 결합에 의해 높은 스파크 플러그 전압을 생성합니다. -
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원형 레일건은 유도 결합에 의해 발사체를 가속합니다. -
유도로는 와전류에 의해 실리콘을 가열합니다. -
팬과의 유도 결합에 의한 유도 스토브 끓는 물
저주파 유도
저주파 유도는 부주의하게 발생할 경우 위험한 형태의 유도 결합이 될 수 있습니다. 예를 들어, 고압 송전선과 평행하게 우측에 장거리 금속 파이프라인을 설치하면 송전선이 파이프에 전류를 유도할 수 있습니다. 파이프는 접지로부터 보호 코팅으로 절연된 전도체이기 때문에 1차 권선이 전력선인 길고 인출된 변압기의 2차 권선 역할을 합니다. 그러면 파이프에 유도된 전압은 밸브를 작동하거나 금속 파이프라인의 금속 부품을 접촉하는 사람에게 위험합니다.[citation needed]
전자 장치를 다룰 때는 저주파 자기장을 줄이는 것이 필요할 수 있습니다. 파워 트랜스포머가 있는 기기에 근접한 민감한 회로에서 60Hz 픽업이 표시될 수 있기 때문입니다. 트위스트 와이어는 연속적인 트위스트에서 유도된 신호가 상쇄되기 때문에 간섭을 줄이는 효과적인 방법입니다. 자기 차폐를 사용하는 것은 원하지 않는 유도 결합을 줄이는 효과적인 방법이기도 하지만, 자기장의 소스를 민감한 전자 장치로부터 멀리 이동시키는 것이 가능하면 가장 간단한 해결책입니다.
유도 전류는 해로울 수 있지만 도움이 될 수도 있습니다. 전기 배전선로 엔지니어는 유도 결합을 사용하여 타워 및 설비의 원격 모니터링이 가능한 변전소의 카메라 전원을 탭합니다. 이를 사용하면 어디서나 시청할 수 있으며 카메라 배터리 변경이나 태양 전지판 유지 보수에 대해 걱정할 필요가 없습니다.[citation needed]
참고문헌
- ^ Zverev, A.I. (2005) [1967]. Handbook of filter synthesis. Wiley. ISBN 9780471749424.
- ^ "Could Magnetic Gears Make Wind Turbines Say Goodbye to Mechanical Gearboxes?". machinedesign.com.
- ^ Horowitz, Paul; Hill, Winfield (1989). The Art of Electronics Second Edition. Press Syndicate of the University of Caimbridge. p. 456. ISBN 0521370957.
