상호 유도 기전력이란?

상호 유도 기전력의 정의

정의: 인접한 코일에 의해 발생하는 자기 유속의 변화로 인해 코일에서 유도되는 전동력(EMF)을 상호 유도 기전력이라 한다. 이 현상을 이해하기 위해 다음 예를 고려해보자:

N₂ 턴의 코일 B가 N₁ 턴의 코일 A와 가까운 위치에 배치되어 있는 경우, 아래 그림과 같이 나타난다:

상호 유도 기전력 설명

회로에서 스위치(S)가 닫히면, 코일 A를 통해 I1의 전류가 흐르며, 자기 유속 ϕ₁을 생성한다. 이 유속의 대부분, 즉 ϕ₁₂는 인접한 코일 B와 결합된다. 가변 저항 R을 조정하면 코일 A의 전류가 변하고, 이를 통해 코일 B에 연결된 자기 유속이 변경되면서 EMF가 유도된다. 이 유도된 EMF는 상호 유도 기전력이라 한다. 유도된 EMF의 방향은 렌츠 법칙(Lenz's Law)에 따라, 코일 A의 전류 변화를 저지하려는 방향으로 결정된다. 갈바노미터(G)는 코일 B에 연결되어 이 EMF를 측정한다. 코일 B의 유속 변화율은 코일 A의 전류 변화율에 따라 달라짐으로써, 코일들 간의 상호 유도 관계를 강조한다.

상호 유도 기전력의 크기는 코일 A의 전류 변화율에 비례한다. 비례 상수 M은 상호 유도(또는 상호 유도 계수)라고 불리며, 이는 코일들 간의 자기 결합 강도를 정량화한다.