전자유도 현상

전기기사 필기 2014년 3회 10번

Q문제

와전류에 대한 설명으로 틀린 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

도체 내부를 통하는 자속이 없으면 와전류가 생기지 않는다.

자속의 변화가 없으면 유도기전력이 발생하지 않으므로 와전류가 생기지 않는다는 설명은 물리적으로 타당합니다.

도체 내부를 통하는 자속이 변화하지 않아도 전류의 회전이 발생하여 전류 밀도가 균일하지 않다.

와전류는 도체 내부를 관통하는 자속이 시간에 따라 변화할 때만 발생하며, 자속이 일정하면 발생하지 않습니다.

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Step 1: 패러데이의 전자유도 법칙에 의하면 유도기전력은 자속의 시간적 변화율(dΦ/dt)에 비례하여 발생합니다.

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Step 2: 자속이 변화하지 않는 정자계 상태에서는 유도기전력이 0이 되므로 도체 내부에 와전류가 형성될 수 없습니다.

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Step 3: 따라서 자속이 변화하지 않아도 전류의 회전이 발생한다는 설명은 전자유도 원리에 어긋나는 잘못된 설명입니다.

패러데이의 전자유도 법칙에 의해 철심이 교번 자속을 통할 때 줄열 손실이 크다.

교번 자속에 의한 와전류는 도체 내에서 열에너지(줄열)로 변환되어 손실을 일으키는 것이 맞습니다.

교류기기는 와전류가 매우 크기 때문에 저감대책으로 얇은 철판(규소강판)을 겹쳐서 사용한다.

성층 철심(규소강판)을 사용하는 것은 와전류의 경로를 차단하여 저항을 높임으로써 손실을 줄이는 대표적인 방법입니다.

와전류가 발생하는 근본적인 원인은 무엇인가요?

도체를 관통하는 자기력선(자속)이 시간에 따라 변화할 때, 패러데이의 법칙에 의해 도체 내부에 소용돌이 형태의 전류가 유도되는 현상입니다.

와전류를 줄이기 위해 왜 성층 철심을 사용하나요?

철심을 얇게 쪼개어 절연하면 전류가 흐르는 경로의 저항이 커지게 되어 와전류의 크기를 효과적으로 억제할 수 있기 때문입니다.