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과학

상호 인덕턴스

상호 인덕턴스과학
영어
Mutual inductance
기호
M
단위
헨리 H
정의의 예
λ₂₁=MI₁
상호 인덕턴스 M은 한 회로의 전류가 다른 회로에 만드는 쇄교 자속을 전류와 연결하는 계수다. 고정된 선형 계에서는 한쪽 전류의 시간 변화가 다른 쪽에 유도하는 기전력을 ε₂=−M dI₁/dt로 나타낸다.

연결되지 않은 두 회로

두 코일 사이에 도선 연결이 없어도 한 코일의 변화하는 자기장이 다른 코일을 지날 수 있다. 이때 다른 코일의 자속 변화로 기전력이 생긴다. 직접적인 전하 이동 없이도 자기장을 통해 회로들이 결합할 수 있다는 뜻이다.

어떤 자속을 세는가

λ₂₁은 코일 1의 전류 때문에 코일 2에 쇄교하는 자속이다. 코일 2 자신의 전류가 만드는 성분은 별도로 구분한다. 감은 수, 배치와 방향, 자기적 매질이 결합 정도를 바꾸며 단순한 거리 하나만으로 M이 결정되지는 않는다.

기전력의 계산

M의 크기가 0.08 H이고 코일 1의 전류 변화율이 5 A/s라면 코일 2에 유도되는 기전력의 크기는 0.4 V다. 극성은 코일의 감긴 방향과 선택한 전류 기준에 따라 읽는다. 일정한 전류가 흐르는 것만으로 계속 같은 유도 기전력이 생기는 것은 아니다.

모형과 응용

선형이며 상호적인 매질과 고정된 배치에서는 두 방향의 상호 인덕턴스를 같은 계수로 다룰 수 있다. 변압기는 이 결합을 활용하지만 가까운 신호 회로끼리 원치 않는 간섭을 일으킬 수도 있다. 코일이 움직여 M이 변한다면 −M dI/dt만으로 충분하지 않고 −d(MI)/dt를 사용해야 한다.

관련 문서

자기 인덕턴스 / 전자기 유도 / 변압기 / 전류 / 자기장 / 자속 / 렌츠의 법칙 / 전압