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전자기장치 (회로이론)

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by

SungRyoung Hwang

on 4 June 2013

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Transcript of 전자기장치 (회로이론)

회로이론 조원 200802330 배준형
200802336 신현호
200802372 황성령
201202227 조형준 솔레노이드 도선을 촘촘하고 균일하게 원통형으로 길게 감아 만든 기기이다. 에너지변환장치 및 전자석으로 이용될 수 있다.
외르스테드(Hans Christian Oersted)는 실험을 통해 전류가 흐르는 도선 주위에 자기장이 형성됨을 밝혔다. 도선을 나선형으로 촘촘하고 균일하게 원통형으로 길게 감아 만들어서 전류를 흘리면 원통의 외부에서는 자기장이 거의 0이고 내부에는 비교적 균일한 크기의 자기장이 형성된다. 이때 내부자기장의 크기는 전류의 크기에 비례하고 단위 길이당 감은 수에 비례한다. 전기에너지를 자기에너지로 바꾸므로 에너지변환장치라 할 수 있고, 전류의 세기를 조절하여 자기장의 세기를 조절할 수 있는 전자석이 될 수 있다. 플레밍의 법칙 (모터,전동기) -왼손법칙 모터에도 여러 가지 종류가 있지만 여기에서는 가장 기본적인 직류모터에 대해서 알아보겠습니다.
직류 모터는 그림에서처럼 고정된 자계속에 전기자인 코일을 놓고 그 코일에 브러시 즉, 정류자를 통해 직류를 흘립니다.
그림의 왼쪽에서 전기자 a의 부분에 플레밍의 왼손법칙을 적용시키면 위 방향으로 힘이 작용하고, 마찬가지의 원리로 전기자 b의 부분에서는 아래쪽으로 힘이 작용하여 전기자는 회전하게 됩니다.
가운데 그림에서처럼 전기자가 수직으로 되면 전류는 흐르지 않게 되지만 관성 때문에 전기자는 회전을 계속 합니다.
전기자가 반회전해서 오른쪽 그림의 위치에 오면 전기자 a, b부분이 왼쪽 그림과 반대로 됩니다.
그러나 정류자에 의해 전류가 반대방향으로 흐르기 때문에 전기자는 같은 힘을 받아 회전을 계속합니다.
그런데 실제이 모터에서는 영구자석을 전자석으로 하는 경우가 많고, 전기자는 철심에 코일을 많이 감아서만들고 있다고 합니다. 플레밍의 법칙 발전기 - 오른손 법칙 자계 속을 움직이는 도선에 유도전류가 발생하는 현상을 응용한 것이 ‘발전기’이다.
아래그림 오른쪽은 직류발전기의 구조를 나타낸 것이다. 이상으로 저희 조의 발표를 마치겠습니다. 지금부터 발표를 시작하겠습니다! 솔레노이드밸브
솔레노이드 밸브는 솔레노이드란 전자석을 이용한 밸브이죠. 밸브란 간단히 말해 수도꼭지를 생각하시면 됩니다. 물을 틀었다, 닫았다. 그걸 솔레노이드란 전자석을 이용해 자동화 시킨게 바로 솔레노이드 밸브이죠.

솔레노이드 밸브는 자기 코어가 있는 솔레노이드(전자석)와 한 개 또는 그 이상의 오리피스(Orifice)를 포함한 밸브 몸체를 구성하고 있는 두개의 기본부품 조합이다. 오리피스를 통한 유체의 흐름은 솔레노이드에 전류를 통할 때 또는, 전류가 통하지 않을 때 코어의 움직임에 의해 닫히거나 열리면서 제어된다.

직동 밸브(Direct Acting Valve)에서는 솔레노이드에 전기가 통했을 때 코어가 직접 평상시 닫혀 있는(Normally Closed) 밸브의 오리피스를 열거나, 또는 평상시 열려 있는(Normally Open) 밸브의 오리피스를 닫는다. 이러한 밸브는 압력이 '0’일 때 최고 정격압력 사이에서 정상적으로 작동한다. 릴레이의 동작원리 릴레이의 동작원리의 핵심은 전자석입니다.
아래 그림을 보시면 원통형으로 감긴 코일 뭉치를 보실수 있습니다. 그것이 바로 전자석으로 동작을 합니다.
스위치는 이 릴레이로 들어가는 직류전원신호를 ON/OFF 해주는 것입니다.
이 릴레이 구동 전압은 각각의 릴레이마다 5V, 12V, 24V 등으로 그 릴레이의 크기나
용량에 따라 각기 다릅니다. 직류 전압이 걸린 코일에 형성된 자기력으로 인해 떨어져 있던 단자(스위칭단자)가 붙게되어 그 경로를 통해 다른 (커다란) 전기신호를 통하게 해 줄수 있습니다.
릴레이의 주된 목적은 이렇듯 비교적 작은 직류신호(밧데리등)을 사용하여 가정에서 일반적으로 사용하는 상용전원(AC 220V)과 같은 큰 전력을 제어하는 것입니다. 동작의 순서는 아래 그림과 같습니다.
1. 스위치를 닫아 전원을 인가한다.
2. 직류 전류가 코일에 흐른다.
3. 코일에 자기장이 형성된다.
4. 자기장 방향으로 가동접점(스위칭단자)가 움직인다
5-1. 가동접점(스위칭단자)와 고정접점이 맞닿아 폐루프를 형성한다.
5-2. 5-1과 반대로 닿혀있던 폐루프가 가동접점의 이동으로 열리게된다 원형의 영구자석 윗면으로부터 나오는 자기장이 탑 플레이트, 폴피스, 바텀 플레이트, 영구자석 아랫면으로 이동하는 자기장을 형성한다. 스피커에는 도선을 코일 모양으로 감은 보이스 코일이 있는데, 이 보이스 코일을 폴피스와 플레이트 사이에 놓고 코일에 소리 정보를 가지고 있는 전기를 보내면 플레밍의 왼손 법칙에 따라 움직이게 된다. 보이스 코일에 교류를 보내주었을 때, 보이스 코일에 흐르는 전류의 방향이 정반대로 바뀔 때마다 힘의 방향이 정반대로 바뀌게 되어 상하로 움직이는 것이다. 그 결과 보이스 코일에 붙어있는 스피커의 진동판이 왕복운동을 하게 되고, 소리가 스피커로부터 재생이 된다. 이때, 진동판이 빠르게(진동수가 많이) 진동하면 높은 음이, 진동판이 느리게(진동수 적게) 진동하면 낮은 음이 재생이 된다. 또한, 진동판의 진폭이 크면 강한 소리가, 진폭이 작으면 약한 소리가 재생된다. 오디오 기기에 연결하여 사용하는 이어폰도 같은 원리로 소리가 재생된다. 스피커의 동작원리 플레밍의 왼손법칙 자계 속에 있는 전기자(회전자) 코일을 화살표 방향으로 회전시키면 코일에 유도전류가 흐른다.
코일면이 연직면과 평행이 되는 전후에서는 코일에 발생하는 유도 전류의 방향이 반대가 된다.
그래서 직류 모터의 경우처럼 정류자를 붙이면, 항상 같은 방향의 전류가 흐르게 되는 것이다. 윤석범 교수님 목차 1. 솔레노이드
2. 릴레이의 동작원리
3. 스피커의 동작원리
4. 플레밍의 왼손법칙
5. 플레밍의 오른손법칙 전자기장치
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