전자 코일

Electromagnetic coil
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전류가 흐르는 와이어 루프의 자기장 라인(녹색)이 루프의 중심을 통과하여 필드를 집중시킵니다.

전자 코일은 코일, 나선 또는 [1][2]나선 형태의 와이어와 같은 전기 도체입니다.전자 코일은 전류가 자기장과 상호작용하는 전기 공학, 전기 모터, 발전기, 인덕터, 전자석, 변압기 및 센서 코일 등의 장치에서 사용됩니다.코일의 와이어에 전류를 흘려 자기장을 발생시키거나 반대로 코일 내부를 통한 외부 시변 자기장이 도체에 EMF(전압)를 발생시킨다.

모든 도체를 통과하는 전류는 암페어의 [3]법칙으로 인해 도체 주위에 원형 자기장을 생성합니다.코일 형태를 사용하는 장점은 주어진 전류에 의해 생성되는 자기장의 강도를 증가시킨다는 것입니다.와이어의 개별 회전에 의해 발생하는 자기장은 모두 코일의 중심을 통과하고, 거기에 [3]강한 자기장을 생성하기 위해 추가(초과)됩니다.와이어가 더 많이 회전할수록 필드가 더 강해집니다.반대로, 변화하는 외부 자속은 패러데이의 [3][4]유도 법칙으로 인해 와이어와 같은 도체에 전압을 유도합니다.필드 라인이 회로와 여러 번 [3]교차하기 때문에 와이어를 코일에 감아 유도 전압을 높일 수 있습니다.

코일에 의해 생성되는 자기장의 방향은 우측 그립 규칙에 의해 결정될 수 있습니다.오른손의 손가락이 와이어를 통과하는 관습 전류 방향으로 코일의 자기 코어에 감겨 있으면 엄지손가락이 코일을 통과하는 방향을 가리킵니다.자기 코어의 끝은 자기장 선이 나타나는 북극으로 정의됩니다.

전기 및 전자 장비에 사용되는 코일은 여러 가지 종류가 있습니다.

와이어가 여러 번 회전하는 코일에서는 회전의 자기장이 코일 중앙에 추가되어 강한 자기장이 생성됩니다.이 도면은 코일의 중심을 통과하는 단면을 보여줍니다.십자선은 전류가 페이지로 이동하는 와이어입니다. 점은 전류가 페이지에서 나오는 와이어입니다.

와인딩 및 탭

일반적인 변압기 구성도

코일을 구성하는 와이어 또는 도체를 [5]권선이라고 합니다.코일의 중심에 있는 구멍을 코어 영역 또는 [6]자기축이라고 합니다.와이어의 각 루프는 [2]턴이라고 불립니다.선회가 접촉하는 와인딩에서는 전류가 선회 사이에 흐르지 않도록 플라스틱이나 법랑과 같은 비전도성 절연 코팅으로 와이어를 절연해야 합니다.감기는 종종 플라스틱이나 다른 재료로 만들어진 코일 형태로 감겨져 제자리에 [2]고정됩니다.와이어의 양끝을 꺼내어 외부 회로에 접속합니다.와인딩에는 길이를 따라 추가적인 전기 연결이 있을 수 있습니다. 이를 [7]탭이라고 합니다.길이 중앙에 탭이 한 번 있는 권선을 중앙 [8]탭이라고 합니다.

코일은 둘 이상의 권선을 가지고 서로 전기적으로 절연될 수 있습니다.공통 자기축 주위에 둘 이상의 권선이 있는 경우 권선은 유도결합 [9]또는 자기결합이라고 한다.한 권선을 통과하는 시간 가변 전류는 다른 권선을 통과하는 시간 가변 자기장을 생성하며, 다른 권선에 시간 가변 전압을 유도합니다.이것은 [10]변압기라고 불립니다.전류가 인가되어 자기장이 생성되는 권선을 1차 권선이라고 합니다.다른 권선은 2차 권선이라고 불립니다.

자기 코어

많은 전자 코일은 자기장을 [11]증가시키기 위해 중앙에 철과 같은 강자성 물질인 자기 코어를 가지고 있습니다.코일을 통과하는 전류는 철을 자화시키고, 자화된 재료의 장은 와이어에 의해 생성되는 장에 더해집니다.이것은 강자성 코어 또는 철심 [12]코일이라고 불립니다.강자성 코어는 코일이 없을 때보다 코일의 자기장과 인덕턴스를 수백 배 또는 수천 배 증가시킬 수 있습니다.페라이트 코어 코일은 페라이트, 즉 페리마그네틱 세라믹 [13]화합물로 이루어진 코어를 가진 다양한 코일입니다.페라이트 코일은 고주파에서 코어 손실이 낮습니다.

  • 닫힌 루프를 형성하는 코어가 있는 코일을 닫힌 코어 코일이라고 합니다.이 지오메트리는 자기장 라인에 폐쇄 경로를 제공함으로써 자기저항을 최소화하고 가장 강력한 자기장을 생성합니다.변압기에서 자주 사용됩니다.
    • 닫힌 코어 코일의 일반적인 형태는 트로이덜 코어 코일로, 코어 코어는 원형 또는 직사각형 단면을 가진 토러스 또는 도넛 모양입니다.이 지오메트리는 누출 플럭스가 최소이며 전자파 간섭(EMI)을 방사합니다.
  • 스트레이트 바 또는 기타 비루프 형상의 코어를 오픈 코어 코일이라고 합니다.코일이라고 합니다.이는 닫힌 코어보다 자기장과 인덕턴스가 낮지만 코어의 자기포화를 방지하기 위해 자주 사용됩니다.

강자성 코어가 없는 코일을 공기 코어 [14]코일이라고 합니다.여기에는 플라스틱이나 기타 비자성 형상에 감긴 코일뿐만 아니라 와인딩 내부에 실제로 빈 공간이 있는 코일도 포함됩니다.

코일의 종류

코일은 작동하도록 설계된 전류의 주파수로 분류할 수 있습니다.

  • 직류 또는 DC 코일 또는 전자석은 권선에 일정한 직류 전류가 흐르면서 작동합니다.
  • 오디오 주파수 또는 AF 코일, 인덕터 또는 변압기는 20kHz 미만의 오디오 주파수 범위에서 교류로 작동합니다.
  • 무선 주파수 또는 RF 코일, 인덕터 또는 변압기는 20kHz 이상의 무선 주파수 범위에서 교류로 작동합니다.

코일은 기능에 따라 분류할 수 있습니다.

전자석

주요 기사:전자석
AC 범용 모터의 스테이터에 있는 필드 코일 전자석.

전자석은 어떤 외부 용도를 위해 자기장을 발생시키는 코일이며,[15] 종종 무언가에 기계적 힘을 가한다.또는 기존 배경 [16]필드를 삭제합니다.몇 가지 특정 유형:

  • 솔레노이드 - 와이어의 직선 중공 나선 형태의 전자석
  • 모터 및 제너레이터 권선 - 축(모터)을 회전시키거나 전류를 발생시키기 위해 서로 작용하는 전기 모터 및 제너레이터의 로터 또는 스테이터에 있는 철심 전자석
    • 전기자 권선 - 전기자 권선에 작용하기 위해 일정한 자기장을 생성하는 철심 코일입니다.
    • 전기자 권선 - 전기자 권선의 자기장에 의해 작용하여 토크(모터)를 생성하거나 전압을 유도하여 동력(발전기)을 생성하는 철심 코일
  • 헬름홀츠 코일, 맥스웰 코일 - 외부 자기장을 상쇄하는 역할을 하는 공심 코일
  • 소자 코일 - 부품을 소자하는 데 사용되는 코일
  • 음성 코일 - 자석의 극 사이에 매달린 이동식 코일 확성기에 사용되는 코일입니다.오디오 신호가 코일을 통과하면 진동하여 부착된 스피커 콘을 움직여 음파를 생성합니다.그 반대는 동적 마이크에서 사용되며, 다이어프램과 같은 것에 의해 차단되는 소리 진동이 자기장에 잠긴 음성 코일로 물리적으로 전달되고 코일의 종단부가 이러한 진동의 전기 유사체를 제공합니다.

인덕터

주요 기사:인덕터

인덕터 또는 리액터는 코일 자체와 상호작용하는 자기장을 발생시켜 코일을 통한 전류 변화에 반대하는 후방 EMF를 유도하는 코일입니다.인덕터는 일시적으로 에너지를 저장하거나 전류 변화에 저항하기 위해 전기 회로에서 회로 소자로 사용됩니다.몇 가지 유형:

  • 탱크 코일 - 튜닝된 회로에서 사용되는 인덕터
  • 초크 - 저주파 AC 또는 DC를 통과하면서 고주파 AC를 차단하는 데 사용되는 인덕터입니다.
  • 로딩 코일 - 안테나에 인덕턴스를 추가하여 공진시키거나 신호의 왜곡을 방지하기 위해 케이블에 사용하는 인덕터입니다.
  • 가변계 - 2개의 직렬 코일, 외부 고정 코일 및 내부 고정 코일로 구성된 조정 가능한 인덕터이며, 자기축이 같은 방향으로 또는 반대 방향으로 회전할 수 있습니다.
  • 플라이백 변압기 - 변압기라고 불리지만 실제로는 CRT 텔레비전 및 모니터용 스위칭 전원 및 수평 편향 회로에 에너지를 저장하는 역할을 하는 인덕터입니다.
  • 포화형 원자로 - 보조 권선의 DC 제어 전압을 사용하여 노심의 포화도를 변화시켜 AC 전원을 제어하기 위해 사용되는 철심 인덕터.
  • 유도 밸러스트 - 형광등과 같은 가스 방전 램프 회로에서 램프를 통과하는 전류를 제한하기 위해 사용되는 인덕터입니다.

트랜스포머

트랜스포머
주요 기사:트랜스포머

변압기는 두 개 이상의 자기 결합 권선(또는 단일 권선의 단면)이 있는 장치입니다.한 코일(1차 권선이라고 함)의 시간 변동 전류는 다른 코일(2차 권선이라고 함)에 전압을 유도하는 자기장을 생성합니다.몇 가지 유형:

  • 배전 변압기 - 전력망 내의 변압기로, 전력회선의 고전압을 전력회사에서 사용하는 저전압으로 변환합니다.
  • 자동 트랜스 - 권선이 하나만 있는 변압기.탭으로 접근할 수 있는 권선의 다른 부분이 변압기의 1차 권선과 2차 권선으로 작용합니다.
  • 트로이덜 변압기 - 코어가 트로이드 모양입니다.이는 누출 플럭스를 감소시켜 전자파 간섭을 줄이기 위해 일반적으로 사용되는 형태입니다.
  • 유도 코일 또는 진동자 코일 - 진동 차단기 메커니즘을 사용하여 1차 전류를 차단하여 DC 전류에서 작동할 수 있도록 하는 초기 변압기입니다.
    • 점화 코일 - 연료 연소를 시작하는 스파크 플러그를 점화하기 위해 고전압 펄스를 생성하는 데 사용되는 유도 코일입니다.
  • Balun - 밸런스된 송전선과 언밸런스한 송전선을 매칭하는 변압기.
  • 바이필라 코일 - 두 개의 평행하고 촘촘한 스트랜드로 감긴 코일입니다.AC 전류가 같은 방향으로 흐르면 자속이 추가되지만, 반대 방향의 동일한 전류가 권선을 통과하면 반대 방향의 플럭스가 취소되어 코어에 플럭스가 0이 됩니다.그래서 코어의 세 번째 권선에서는 전압이 유도되지 않습니다.계측기와 접지 장애 차단기와 같은 장치에 사용됩니다.또한 RF 주파수에서 사용되는 저인덕턴스 와이어와이드 저항에도 사용됩니다.
  • 오디오 트랜스 - 오디오 신호와 함께 사용되는 트랜스.임피던스 매칭에 사용됩니다.

전기 기계

모터나 발전기와 같은 전기 기계에는 하나 이상의 권선이 있어 움직이는 자기장과 상호작용하여 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환합니다.종종 기계는 기계의 대부분의 전력을 통과하는 하나의 권선("전기자")과 브러시 또는 슬립 링에 의해 외부 전류원에 연결될 수 있는 회전 소자의 자기장을 제공하는 두 번째 권선("전계 권선")이 있습니다.유도모터에서는 회전권선과 스테이터권선에 의해 발생하는 회전자계 사이의 느린 상대운동에 의해 로터의 '전계' 권선이 통전되어 로터에 필요한 여자전류가 유도된다.

변환기 코일

금속 탐지기의 센서 코일입니다.

이들은 시간 변동 자기장을 전기 신호로 변환하는 데 사용되는 코일이며, 그 반대도 마찬가지입니다.몇 가지 유형:

  • 센서 또는 픽업 코일 - 외부 시변 자기장을 감지하는 데 사용됩니다.
  • 유도 센서 - 자석 또는 철 물체가 그 근처를 통과할 때 감지하는 코일
  • 기록 헤드 - 자기장을 생성하여 자기 테이프나 하드 디스크와 같은 자기 기억 매체에 데이터를 쓰는 데 사용되는 코일입니다.반대로 매체의 자기장을 변화시키는 형태로 데이터를 읽기 위해서도 사용됩니다.
  • 유도 가열 코일 - 물체 안에 와전류를 유도하여 물체를 가열하는 데 사용되는 AC 코일, 이 과정을 유도 가열이라고 합니다.
  • 루프 안테나 - 전파를 전류로 변환하는 무선 안테나 역할을 하는 코일입니다.
  • Rogowski 코일 - AC 측정 장치로 사용되는 트로이덜 코일
  • 악기 픽업 - 전기 기타 또는 전기 베이스에서 출력 오디오 신호를 생성하는 데 사용되는 코일입니다.
  • 플럭스 게이트 - 자력계에 사용되는 센서 코일
  • 자기 축음기 카트리지 - 코일을 사용하여 비닐 축음기 레코드를 재생할 때 바늘의 진동을 오디오 신호로 변환하는 레코드 플레이어의 센서입니다.

이러한 카테고리에 들어가지 않는 코일의 종류도 있습니다.

와인딩 기술

주요 기사:코일 권선 기술

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Stauffer, H. Brooke (2002). NFPA's Pocket Dictionary of Electrical Terms. Jones and Hymel Tucker. p. 36. ISBN 978-0877655992.
  2. ^ a b c Laplante, Phillip A. (1999). Comprehensive Dictionary of Electrical Engineering. Springer. pp. 114–115. ISBN 978-3540648352.
  3. ^ a b c d Arun, P. (2006). Electronics. Alpha Sciences International Ltd. pp. 73–77. ISBN 978-1842652176.
  4. ^ Amos, S. W.; Amos, Roger (4 March 2002). Newnes 2002, p. 129. ISBN 9780080524054.
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  8. ^ Stauffer, H.B. (2005). NFPA's Pocket Dictionary of Electrical Terms. Jones & Bartlett Learning, LLC. p. 29. ISBN 9780877655992. Retrieved 2017-01-07.
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  11. ^ Laplante, Phillip A. (1998). Comprehensive Dictionary of Electrical Engineering. Springer. p. 143. ISBN 978-3540648352.
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  14. ^ Laplante, P.A. (1999). Comprehensive Dictionary of Electrical Engineering. Springer Berlin Heidelberg. p. 19. ISBN 9783540648352. Retrieved 2017-01-07.
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추가 정보

  • Querfurth, William, "코일 권선; 전자 산업을 위한 코일 권선 절차, 권선 기계 및 관련 장비에 대한 설명"(2d판)시카고, G. 스티븐스 제조사, 1958년
  • Weymouth, F. Marten, "드럼 전기자와 정류자 (이론과 실무) : 드럼 권선의 이론과 구조, 닫힌 코일 전기자의 전기자에 대한 정류자의 완전한 논문, 설계에 관련된 주요 요점들의 완전한 이력서, 그리고 전기자 반응과 불꽃의 설명"런던, "The Electrician" Printing and Publishing Co., 1893.
  • "코일 와인딩 절차"국제 코일 권선 협회
  • 챈들러, R. H., "코일 코팅 검토, 1970-76"브레인트리, R. H. 챈들러 주식회사, 1977년

외부 링크

  • 코일 인덕턴스 계산기 1층 및 다층 코일의 인덕턴스를 결정하기 위한 온라인 계산기
무료 사전인 Wiktionary에서 코일 또는 와인딩을 찾아보세요.