ํฌ๋ฆฌ์ปฌ ์ฝ์ผ ์ธ๋ํด์ค ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋?
์ด ๋๊ตฌ๋ ์๋ ๋ ธ์ด๋๋ผ๊ณ ๋ ๋ถ๋ฆฌ๋ ํฌ๋ฆฌ์ปฌ ์ฝ์ผ์ ์ธ๋ํด์ค๋ฅผ ๊ถ์ ์, ์ฝ์ผ ๋ฐ์ง๋ฆ, ์ฝ์ผ ๊ธธ์ด๋ผ๋ ์ธ ๊ฐ์ง ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์น์๋ก ์ถ์ ํฉ๋๋ค. ๊ธด ์๋ ๋ ธ์ด๋ ๊ทผ์ฌ์์ ์ฌ์ฉํ๋ฉฐ, ์ด ๋ฐฉ์์ ์ ์๊ณตํ, RF ์ค๊ณ, ๋ฌผ๋ฆฌํ ๊ต์ก ๋ฑ์์ ๊ณต์ฌ(air-core) ์ธ๋ํฐ๋ฅผ ์ค๊ณํ ๋ ํญ๋๊ฒ ํ์ฉ๋ฉ๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
๊ถ์ ์(\(N\)), ์ฝ์ผ ๋ฐ์ง๋ฆ(mm), ์ฝ์ผ ๊ธธ์ด(mm)๋ฅผ ์ ๋ ฅํ์ธ์. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ์ ๋ ฅ ์น์๋ฅผ ๋ฏธํฐ ๋จ์๋ก ๋ณํํ๊ณ ๋จ๋ฉด์ ์ ๊ณ์ฐํ ๋ค, ์ธ๋ํด์ค๋ฅผ ๋ง์ดํฌ๋กํจ๋ฆฌ(ยตH), ๋ฐ๋ฆฌํจ๋ฆฌ(mH), ํจ๋ฆฌ(H) ๋จ์๋ก ํ๊บผ๋ฒ์ ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค.
๊ณต์ ์์ธํ ๋ณด๊ธฐ
๋จ์ธต(single-layer) ์๋ ๋ ธ์ด๋์ ์ธ๋ํด์ค๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ตฌํฉ๋๋ค.
$$L = \frac{\mu_0 \times N^{2} \times A}{l}, \quad \text{์ฌ๊ธฐ์}\quad A = \pi r^{2}$$
\(\mu_0\)๋ ์์ ๊ณต๊ฐ์ ํฌ์์จ(\(4\pi \times 10^{-7}\ \text{H/m}\)), \(N\)์ ๊ถ์ ์, \(A\)๋ ์ฝ์ผ์ ๋จ๋ฉด์ (\(\text{m}^2\)), \(l\)์ ๊ถ์ ์ ์ถ ๋ฐฉํฅ ๊ธธ์ด(m)์ ๋๋ค. ์ด ์ด์ํ๋ ๊ณต์์ ๊ณต์ฌ ์ฝ์ผ์ ์ ์ ๋ก ํ๋ฉฐ, ์ฝ์ผ์ ๊ธธ์ด๊ฐ ์ง๋ฆ์ ๋นํด ์ถฉ๋ถํ ๊ธธ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํฉ๋๋ค. ๊ธธ์ด๊ฐ ์งง์ ์ฝ์ผ์ด๋ผ๋ฉด ๋๊ฐ์ค์นด(Nagaoka) ๋ณด์ ๊ณ์ ๋ฑ์ ์ ์ฉํด์ผ ๋ ์ ํํ ๊ฐ์ ์ป์ ์ ์์ต๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
์๋ฅผ ๋ค์ด ์ฝ์ผ์ ๊ถ์ ์๊ฐ \(N = 100\), ๋ฐ์ง๋ฆ \(r = 10\ \text{mm}\ (0.01\ \text{m})\), ๊ธธ์ด \(l = 50\ \text{mm}\ (0.05\ \text{m})\)๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. ๋จ๋ฉด์ ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$A = \pi \times 0.01^{2} \approx 3.1416 \times 10^{-4}\ \text{m}^2$$๋ฐ๋ผ์
$$L = \frac{4\pi\times10^{-7} \times 100^{2} \times 3.1416\times10^{-4}}{0.05} \approx 7.896 \times 10^{-5}\ \text{H} \approx 78.96\ \text{ยตH}$$๊ฐ ๋ฉ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
๊ณต์ฌ ์ฝ์ผ์๋ง ์ฌ์ฉํ ์ ์๋์? ๊ทธ๋ ์ต๋๋ค. ์์ฑ ์ฝ์ด๋ฅผ ์ ์ฉํ๋ ค๋ฉด ๊ณ์ฐ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ฝ์ด์ ๋นํฌ์์จ(\(\mu_r\))์ ๊ณฑํ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค.
์ค์ ์ฝ์ผ๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ค๋ฅด๊ฒ ๋์ค๋ ์ด์ ๋? ๊ธด ์๋ ๋ ธ์ด๋ ๊ณต์์ ์งง๊ณ ๊ตต์ ์ฝ์ผ์์๋ ์ธ๋ํด์ค๋ฅผ ๊ณผ๋ํ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์ด ์์ต๋๋ค. ์ค๊ณ์ ์ถ๋ฐ์ ์ผ๋ก๋ง ์ฐธ๊ณ ํ์ธ์.
์ด๋ค ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํด์ผ ํ๋์? ๋ฐ์ง๋ฆ๊ณผ ๊ธธ์ด๋ ๋ฐ๋ฆฌ๋ฏธํฐ(mm)๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. SI ๋จ์ ๋ณํ์ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ๋ด๋ถ์์ ์๋์ผ๋ก ์ฒ๋ฆฌํฉ๋๋ค.