실험실의 발전기 핸들을 흔들 때, 전구가 깜빡이는 현상은 전류가 항상 한 방향으로 흐르지 않는다는 깊은 물리적 진실을 드러냅니다.교류 전류 (AC)의 본질적인 특성은 그크기와 방향이 시간에 따라 주기적으로 변한다는 것입니다. 이는 건전지가 제공하는 방향이 일정한직류 전류 (DC)와 근본적으로 다릅니다.
1. 발전기의 구조와 유형 분류
현대 발전기는 주로유도 전압을 발생시키는 코일(암자)과자장을 생성하는 자석으로 구성됩니다:
- 회전 암자식코일이 회전하고 자극은 고정되어 있습니다. 저전압 및 소형 장치에 적합합니다.
- 회전 자극식자극이 회전하고 코일은 고정되어 있습니다. 고전압 대전류를 생성할 수 있으며, 현대 발전소의 대규모 기기에서 일반적으로 사용되는 설계입니다.
2. 물리적 메커니즘: 중성면에서 출발하기
오른손 법칙을 이용해 코일의 회전 과정을 분석하면 두 가지 중요한 위치를 발견합니다:
- 중성면 (코일 평면 ⊥ 자기선): 이 시점에서 코일을 통과하는 자기 흐름은 최대값이지만, 자기 흐름의 변화율은 0입니다. 따라서 유도 전류는 0입니다.
- 중성면에 수직한 위치 (코일 평면 ∥ 자기선): 이 시점에서 자기 흐름은 0이며, 코일 가장자리가 자기선을 가장 빠르게 가로지르므로, 유도 전류는 최대값에 도달합니다.