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과학

와전류

와전류과학
영어
Eddy current
다른 이름
맴돌이 전류
발생 배경
도체 내부의 전자기 유도
주요 효과
자기적 감쇠와 저항 발열
와전류는 도체 내부에 고리 모양의 경로를 이루며 흐르는 유도 전류다. 도체가 비균일한 자기장 영역을 지나거나 자기장이 시간에 따라 변할 때 생길 수 있으며, 자기 제동과 유도 가열 등에 이용된다.

코일이 없어도 생기는 전류

넓은 금속판 안에서도 전하가 순환하는 경로를 만들 수 있다. 따로 도선을 고리로 감지 않았다는 이유로 유도 전류가 없다고 할 수는 없다. 판이 자기장 영역에 들어가고 나올 때 자속 조건이 바뀌며 전류가 유도되는 예를 생각할 수 있다.

운동이 줄어드는 과정

유도 전류와 자기장의 상호작용은 원인이 된 운동을 억제하는 힘을 만들 수 있다. 이때 줄어든 역학적 에너지는 도체의 저항 발열 등으로 바뀐다. 단순히 에너지가 사라지는 것이 아니라 전달 형태가 달라진다.

틈과 얇은 판의 역할

금속판에 틈을 내거나 얇은 층 사이를 절연하면 넓게 도는 전류 경로를 제한할 수 있다. 변압기 철심의 적층은 원치 않는 와전류 손실을 줄이는 데 쓰인다. 같은 재료라도 경로의 모양과 연결 상태에 따라 와전류의 효과는 달라진다.

필요한 효과와 불필요한 손실

와전류는 제동과 가열처럼 의도적으로 활용할 수도 있고 장치 효율을 낮추는 손실이 될 수도 있다. 모든 금속이 강자성체인 것은 아니지만 전도성이 있으면 유도 전류가 생길 수 있다. 단순한 균일장 속에서 일정하게 병진하는 모든 도체에 늘 큰 제동력이 생긴다고 일반화해서는 안 된다.

관련 문서

전자기 유도 / 유도 전기장 / 자기 선속 / 전류 / 자기장 / 전기 저항 / 변압기 / 에너지 보존 법칙