패러데이 법칙 계산기

계산 입력

권선 수 (N)

자속 변화량 ΔΦ (Wb)

시간 변화량 Δt (s)

결과

유도 기전력

-50

볼트 (V)

기전력의 크기	50 V
공식	EMF = -N × ΔΦ / Δt

패러데이 법칙이란?

패러데이의 전자기 유도 법칙에 따르면 코일을 지나는 자기 선속(자속)이 변할 때 기전력(EMF)이 유도됩니다. 이 기전력의 크기는 도선의 권선 수와 자속이 변하는 속도에 비례합니다. 이 계산기는 코일의 권선 수, 자기 선속의 변화량, 그리고 변화가 일어난 시간만 입력하면 유도 기전력을 곧바로 구해 줍니다.

코일을 지나는 자속의 변화가 기전력을 유도하여 전류를 흐르게 한다.

계산기 사용 방법

코일의 권선 수(N), 자기 선속의 변화량 \(\Delta\Phi\)(단위: 웨버, Wb), 시간의 변화량 \(\Delta t\)(단위: 초)를 입력하세요. 계산기는 유도 기전력을 볼트(V) 단위로 출력합니다. 음(−) 부호는 렌츠의 법칙을 나타내며, 유도 기전력이 자속의 변화를 방해하는 방향으로 작용함을 의미합니다. 크기(절댓값) 항목에서는 부호를 뺀 절대값을 확인할 수 있습니다.

공식 풀이

공식은 다음과 같습니다.

$$\varepsilon = -\,\text{N} \cdot \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$

여기서 N은 권선 수, \(\Delta\Phi\)는 웨버 단위의 자기 선속 변화량, \(\Delta t\)는 초 단위로 경과한 시간입니다. 자기 선속 \(\Phi\)는 자기장 B에 그 자기장이 통과하는 면적 A를 곱한 값(\(\Phi = B \cdot A\))과 같습니다. 자속이 빠르게 변할수록, 또는 권선 수가 많을수록 유도되는 전압은 커집니다.

유도 기전력은 코일의 감은 수와 자속 변화율의 곱과 같다.

계산 예시

권선 수가 100인 코일에서 0.1초 동안 자속이 0.05 Wb 만큼 변했다고 합시다.

$$\varepsilon = -100 \times \frac{0.05}{0.1} = -50 \ \text{V}$$

따라서 유도 기전력의 크기는 50볼트입니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

기전력은 왜 음수인가요? 음(−) 부호는 렌츠의 법칙을 반영합니다. 유도 전류는 자신을 만들어 낸 자속의 변화를 방해하는 방향으로 흐르기 때문입니다.

웨버(Wb)란 무엇인가요? 웨버(Wb)는 자기 선속의 SI 단위로, 1볼트·초(\(\text{V}\cdot\text{s}\))와 같습니다. 1제곱미터당 1웨버는 1테슬라(T)와 동일합니다.

유도 기전력을 더 키우려면 어떻게 해야 하나요? 권선 수를 늘리거나, 자속 변화 속도를 높이거나(더 강한 자기장 또는 더 빠른 운동), 변화가 일어나는 시간을 줄이면 됩니다.