인덕터

인덕터란?

코일이란 동선과 같은 선재를 나선 모양으로 감은 것을 말합니다.단위로 헨리[H]가 사용 됩니다. 선재를 많이 감을수록 코일의 성질이 강해지며 헨리의 값도 커지게 됩니다.
코일은 내부에 아무것도 넣지 않은 공심으로 하는 것보다 철심에 감거나 코어라 부르는 철분말을 압축, 응고시킨 것에 감는 편이 보다 큰 헨리값이 얻어집니다.
코일은 인덕턴스라고 하는 특성을 가지고 있는데 상호 인덕턴스(Mutual Inductance)와 자기인덕턴스(Self Inductance)가 있습니다.

상호 인덕턴스 : 전류가 흐르는 코일에 다른 코일을 가까이 했을 경우, 상호유도작용 (Mutual Induction)에 의해, 접근시킨 코일에 교류전압이 발생하는 특성입니다.
이 상호유도작용의 정도를 상호 인덕턴스(단위는 헨리:H)라고 표현 합니다.
[H]의 기준은 어떤 코일에 매초 1A의 비율(1A/s)로 전류가 변화할 때, 다른 쪽의 코일에
1V의 기전력을 유도하는 두 코일간의 상호 인덕턴스를 1헨리(H)로 정의합니다.

자기 인덕턴스 : 코일이 하나만 있는 경우에도 자신이 발생하는 자속의 변화가 자신에게 영향을 주게 되는데 이것을 자기유도작용이라고 하며, 그 정도를 자기 인덕턴스 (Self Inductance)라 합니다.
자기 인덕턴스의 경우는 전류의 변화율이 1A/s일 때 1V의 기전력을 발생하는 경우의 자기인덕턴스를 1H로 정하고 있습니다.

인덕턴스(코일)의 특징

1) 전류의 변화를 안정시키려고 하는 성질이 있습니다

코일은 코일내의 전류의 변화를 억제하려는 특성을 가지고 있습니다. 전류가 흐를려고 하면코일은 전류를 흘리지 않으려고 하며, 전류가 감소하면 계속 흘릴려고 하는 성질이 있습니다.
이것을 "렌츠의 법칙"이라 합니다.(전자유도작용에 의해 회로에 발생하는 유도전류는 항상 유도작용을 일으키는 자속의 변화를 방해하는 방향으로 흐른다) 이 성질을 이용하여 교류로부터 직류로 변환하는 전원의 평활회로에 사용 되고있습니다.
교류를 정류기에 의해 직류로 변환한경우, 그대로는 맥류(리플:Ripple)라고하여 교류성분이 많은 직류이며 완전한 직류가 아닌(플러스의 직류로 정류한 경우 마이너스 전압성분만 없어진)상태가 되지만 콘덴서와 코일을 조합한 평활회로를 사용하면 코일이 전류의 변화를 저지하려는 작용을 하고,
콘덴서는 입력전압이 0V로 되면 축적한 전기를 그때 방전하기 때문에 안정한 직류를 얻을 수 있게 됩니다.
간단한 평활회로에서는 코일 대신에 저항기를 사용하여, 콘덴서의 평활 기능만 이용하는 경우도 있습니다. 전원 어뎁터의 대부분이 이렇게 직류전원을 만듭니다.

2) 상호 유도 작용을 합니다.

변압기(transformer)에 사욛되는 원리는 코일의 상호유도작용을 이용한 것입니다.
즉 두 코일을 가까이 하면 한쪽 코일의 전력을 다른 쪽 코일에 전달할 수 있다는 것입니다.
이 성질을 이용한 대표적인 것이 트랜스로, 전력을 공급하는 쪽의 코일(입력)을 1차측, 전력을 꺼내는 쪽(출력)을 2차측이라고 합니다.

3) 전자석의 성질이 있습니다.

코일에 전류를 흘리면 자석이 됩니다. 이 성질을 이용한 것이 계전기(릴레이)로 전류가 흐를 때에 철판을 끌어당겨 철판에 부착된 스위치 접점을 닫도록 하는 것이며,
가정집에서 사용하는 대문 개폐기나 차임벨도 전자석의 성질을 이용한 것입니다. 스피커의 원리도 이전자석의 원리가 이용됩니다.

4) 공진을 하는 성질이 있습니다.

코일과 콘덴서로 회로를 구성하면, 특정주파수의 교류 전류가 흐르지 않게 되거나, 흐르기 쉽게 되거나 합니다.
이것은 전기적인 공진특성이 발생하여나타나게 됩니다.
어떤 특정한 주파수만을 통과시키기 위하여 사용되는 필터회로가 이런 원리를이용하여 만들어지게 됩니다.
라디오의 방송국을 선택하는 튜너는 이성질을 사용해 특정한 주파수만을 선택하고 있는 것입니다.
공진회로에는 코일과 콘덴서를 직렬로 구성한 직렬공진회로와 병렬로 구성한 병렬 공진회로가 있습니다.

5) 전원노이즈 차단기능이 있습니다.

코일은 1)의 전류의 변화를 안정화 시키는 기능을 이용하여 외부로부터 유입되는 노이즈(잡음성분, 불규칙 주파수 성분의 교류)를 효과적으로 찬단 하는 기능을 가지고 있습니다.

코일의 종류와 모양

1. 트로이달 코일(링 코일)

트로이달 코일은 원통형의 코어(자성체)에 동선을 감은 것으로, 코일에서 발생하는 자속이 누설되지 않고, 코일의 효율이 좋으며, 자속이 주변 회로에 영향을 주는 것도 적게 할 수 있습니다.

2. 고주파용 코일

좌측에 있는 것은 작은 북 모양의 코어에 가느다란 동선을 감은 코일로 고주파 공진, 고주파 저지 등에 사용합니다.
저항기와 마찬가지로 컬러코드로 값을 표시하고 있기도합니다.
우측은 고주파용 트랜스이며, 트랜지스터 라디오 등의 발진용, 중간주파수(455KHz)의 동조 등에 많이 사용됩니다.
고주파이므로 다른 회로로부터 자기에 의한 영향을 받지 않도록 하거나, 또는 주변 부품에 영향을 주지 않도록 하기 위해 금속 케이스에 수납되어 있므로 이 케이스는 반드시 어스에 연결하여야 합니다.

3. 가변형 코일

코일 중심의 코어부는 나사 모양으로 되어 있어, 드라이버 등으로 돌리면 코어가 코일에 들어가거나, 나오기도 합니다.
따라서 코어의 상하 움직임에 따라 코일의 인덕턴스값이 변화 합니다. 계수
단위 ×106 ×103 1(기준) ×10-3 ×10-6 ×10-9 ×10-12
전압(V) - kV V mV μV - -
전류(A) - kA A mA μA nA -
저항(Ω) MΩ kΩ Ω mΩ - - -
코일(H) - - H mH μH - -
1차측 권수와 2차측 권수의 비율에 따라 2차측의 전압이 변화 됩니다.
2차측에서 권선의 도중에 선을 내어(tap이라고 한다) 복수의 전압을 얻을 수 있도록 한 것이 많이 사용되고 있습니다.

- 기본수식
Î 걸리는 전압 : V = L(di/dt)
Î 흐르는 전류 : I = (1/L) ƒ V dt
Î 직렬 연결시 : L = L1 + L2
Î 병렬 연결시 L 1 / ((1/L1) (1/L2)) (L1*L2)/(L1 L2)
Î 병렬 연결시 : L = 1 / ((1/L1) + (1/L2)) = (L1*L2)/(L1+L2)