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Date 2006/07/05 20:45:23
Name 이승현
Subject [질문] 유도전류에 관하여 - 전자과 분들 부탁...
과외를 하다가 유도전류에 관해 의문점이 생겼습니다.
PGR에 공대생들도 많이 오시는 것 같아서 이 곳에 질문 올립니다. ^^

물리책에 보면 대부분의 물리 문제집에서
R-L 회로 (저항과 코일이 직렬 연결되어 있는)에서
스위치를 켜는 순간보다 스위치를 끄는 순간
더 큰 유도기전력이 형성된다고 설명되어 있는데요
이를 보통 변화되는 시간이 더 짧기 때문이라고 단순히 설명하고 있습니다.

하지만 전 유도기전력이 기전력 E 보다 더 클 수가 없다고 생각되는데요
특히 코일에 흐르는 전류가 연속일 수 밖에 없다는 점에서
스위치를 ON 할 때는 유도기전력이 -E, OFF 할 때는 +E로 같다고 생각됩니다.

직렬연결한 R-L 회로는 미분방정식으로 간단히 풀어볼 수 있는데
스위치를 ON 하는 경우 ON 하는 순간을 t=0으로 잡으면
L dI/dt + IR = E ,  I(0)=0 일 테고
풀어보면 I = E/R ( 1-exp(-R/L t) ) 가 나옵니다.
이 경우 코일에 걸리는 전압 V_L = -L dI/dt = -E exp(-R/L t )이므로
t=0일 때 V_L = - E 입니다.
스위치를 OFF 하는 경우 스위치를 OFF하는 순간을 t=0으로 잡으면
L dI/dt + IR = 0, I(0)=E/R   (앞에서 t->inf 이면 I -> E/R, 또한 전류는 연속이므로)
풀어보면 I = E/R exp(-R/L t) 이며
이 경우 코일에 걸리는 전압 V_L = E exp (-R/L t) 이고
t=0일 때 V_L = E 입니다.

역시 앞에서 제가 예상한 값과 일치하는 데요
무엇이 잘못된 것인지, 아니면 문제집 등에서 잘못 설명한 것이 있는지요
고수분들의 명쾌한 답변을 부탁드리겠습니다.
(전기 쪽엔 약한 기계과라서 ㅠ.ㅠ)

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VoiceOfAid
06/07/05 21:09
수정 아이콘
위에서 말하는 말은
스위치를 켜는 순간의 유도 기전력 크기보다
스위치를 끄는 순간의 유도 기전력 크기가 더 크다는 말이지.
유도기전력이 기전력 E 보다 더 크다는 말은 아닌것 같네요.
올빼미
06/07/05 21:32
수정 아이콘
고등학생수준에서 생각하면( 대학에서 수업을안들어서-_-) 변화하는 시간이 작으면, 힘은 클수밖에 없습니다. 보전되는건 전력량이지,전력이아니잖아요.
VoiceOfAid
06/07/05 21:57
수정 아이콘
근데 아무리 생각해도 설명이 좀 이상하기는 합니다.
뭔가 말이 안맞는....
전류가 0에서 i로 되는 시간이나 i에서 0되는 시간이나 같은데...?? (시정수를 생각하면)
스위치의 순간적 ON시간과 OFF시간을 말하는건지....
그럼 물리책에서 그런식으로 설명했다는것도 웃기고....

엄밀히 따지면 L을 전류의 변화를 방해하는 요인으로 보고 설명을 해야지.
0에서 순식간에 -E, +E로 변하는 유도기전력으로 설명하는것도 이상합니다.
글을 보면 이상한 곁다리로 들어간 설명같기도 하고..... -_-??
올빼미
06/07/05 22:11
수정 아이콘
변화하는 시간이 off시 더짧은 이유는 고등학생과정이 아니라서 설명안하고 넘어가는듯합니다만, 실제로 전류량의 변화가 off시 더빠릅니다.
저항의 존재때문에 (라고 생각합니다-_- 앞서도 말해듯이 대학에서 물리를공부하지않아서......)
Lose Yourself
06/07/05 22:35
수정 아이콘
ideal 한 스위치라면 time constant 가 똑같기 때문에 줄어드는 시간도 똑같습니다만.....
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