MCP๋กœ ์—ฐ๊ฒฐ โ†’

๊ณ„์‚ฐ ์ž…๋ ฅ

๊ณต์‹

๊ด‘๊ณ 

๊ฒฐ๊ณผ

์ €์žฅ๋œ ์ž๊ธฐ ์—๋„ˆ์ง€
0.2
์ค„ (J)
์—๋„ˆ์ง€ 200 millijoules (mJ)
๊ณต์‹ E = ยฝ ร— L ร— Iยฒ

์ธ๋•ํ„ฐ ์—๋„ˆ์ง€ ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋ž€?

์ธ๋•ํ„ฐ(์ฝ”์ผ)๋Š” ๊ถŒ์„ ์— ํ๋ฅด๋Š” ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ ๋งŒ๋“ค์–ด๋‚ด๋Š” ์ž๊ธฐ์žฅ์— ์—๋„ˆ์ง€๋ฅผ ์ €์žฅํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ด ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” ๋ฌผ๋ฆฌํ•™์˜ ๊ธฐ๋ณธ ๊ณต์‹ \(E = \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^{2}\)๋ฅผ ์ด์šฉํ•ด ๊ทธ ์ž๊ธฐ์žฅ์— ์–ผ๋งˆ๋งŒํผ์˜ ์—๋„ˆ์ง€๊ฐ€ ๋‹ด๊ฒจ ์žˆ๋Š”์ง€ ์ •ํ™•ํ•˜๊ฒŒ ๊ตฌํ•ด ์ค๋‹ˆ๋‹ค. ์ธ๋•ํ„ด์Šค์™€ ์ „๋ฅ˜๋งŒ ์ž…๋ ฅํ•˜๋ฉด ์ €์žฅ ์—๋„ˆ์ง€๋ฅผ ์ค„(J) ๋‹จ์œ„๋กœ(์ž‘์€ ๊ฐ’์€ ๋ฐ€๋ฆฌ์ค„๊นŒ์ง€) ๋ณด์—ฌ์ค๋‹ˆ๋‹ค. ์ด ๊ณต์‹์€ ์ „ ์„ธ๊ณ„ ์–ด๋””์„œ๋‚˜ ๋™์ผํ•˜๊ฒŒ ์ ์šฉ๋˜๋Š” ๋ณดํŽธ์ ์ธ ๋ฒ•์น™์ž…๋‹ˆ๋‹ค.

์‚ฌ์šฉ ๋ฐฉ๋ฒ•

๋จผ์ € ์ธ๋•ํ„ด์Šค \(L\)์„ ํ—จ๋ฆฌ(H) ๋‹จ์œ„๋กœ ์ž…๋ ฅํ•˜์„ธ์š”. ์‹ค์ œ ๋ถ€ํ’ˆ์€ ๋ฐ€๋ฆฌํ—จ๋ฆฌ(mH = 0.001 H)๋‚˜ ๋งˆ์ดํฌ๋กœํ—จ๋ฆฌ(ยตH = 0.000001 H) ๋‹จ์œ„๋กœ ํ‘œ๊ธฐ๋˜๋Š” ๊ฒฝ์šฐ๊ฐ€ ๋งŽ์œผ๋‹ˆ, ๋จผ์ € ํ—จ๋ฆฌ๋กœ ํ™˜์‚ฐํ•ด์„œ ์ž…๋ ฅํ•˜๋Š” ๊ฒƒ์ด ์ข‹์Šต๋‹ˆ๋‹ค. ๋‹ค์Œ์œผ๋กœ ์ „๋ฅ˜ \(I\)๋ฅผ ์•”ํŽ˜์–ด(A) ๋‹จ์œ„๋กœ ์ž…๋ ฅํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๊ณ„์‚ฐ ๋ฒ„ํŠผ์„ ๋ˆ„๋ฅด๋ฉด ์ €์žฅ๋œ ์ž๊ธฐ ์—๋„ˆ์ง€๊ฐ€ ๋‚˜ํƒ€๋‚ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

๊ณต์‹ ํ’€์ด

์ธ๋•ํ„ฐ์— ์ €์žฅ๋˜๋Š” ์—๋„ˆ์ง€๋Š” ๋‹ค์Œ๊ณผ ๊ฐ™์Šต๋‹ˆ๋‹ค.

$$E = \frac{1}{2} L I^{2}$$

์—๋„ˆ์ง€๋Š” ์ธ๋•ํ„ด์Šค์— ๋น„๋ก€ํ•ด ์„ ํ˜•์œผ๋กœ ๋Š˜์–ด๋‚˜์ง€๋งŒ, ์ „๋ฅ˜์— ๋Œ€ํ•ด์„œ๋Š” ์ œ๊ณฑ์œผ๋กœ ์ปค์ง‘๋‹ˆ๋‹ค. ์ฆ‰ ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ 2๋ฐฐ๊ฐ€ ๋˜๋ฉด ์ €์žฅ ์—๋„ˆ์ง€๋Š” 4๋ฐฐ๊ฐ€ ๋ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์ด ์—๋„ˆ์ง€๋Š” ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ ๋ณ€ํ•  ๋•Œ ์ธ๋•ํ„ฐ๊ฐ€ ๋ฐฉ์ถœํ•˜๋Š” ์—๋„ˆ์ง€๋กœ, ์ „๋ฅ˜๋ฅผ ๊ฐ‘์ž๊ธฐ ๋Š์œผ๋ฉด ํฐ ์ „์•• ์ŠคํŒŒ์ดํฌ๊ฐ€ ๋ฐœ์ƒํ•˜๋Š” ์ด์œ ์ด๊ธฐ๋„ ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ๋ถ€์ŠคํŠธ ์ปจ๋ฒ„ํ„ฐ๋‚˜ ์ ํ™” ์ฝ”์ผ์ด ๋ฐ”๋กœ ์ด ์›๋ฆฌ๋ฅผ ํ™œ์šฉํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ „๋ฅ˜๊ฐ€ ํ๋ฅด๊ณ  ์ฃผ์œ„์— ์ž๊ธฐ์žฅ์ด ํ˜•์„ฑ๋œ ์ธ๋•ํ„ฐ ์ฝ”์ผ, L๊ณผ I๋กœ ํ‘œ์‹œ๋จ
์ธ๋•ํ„ฐ L์— ํ๋ฅด๋Š” ์ „๋ฅ˜ I๋Š” ์ž๊ธฐ์žฅ์— ์—๋„ˆ์ง€๋ฅผ ์ €์žฅํ•œ๋‹ค.

๊ณ„์‚ฐ ์˜ˆ์‹œ

์˜ˆ๋ฅผ ๋“ค์–ด \(L = 0.1\ \text{H}\), \(I = 2\ \text{A}\)๋ผ๊ณ  ํ•ฉ์‹œ๋‹ค. ๊ทธ๋Ÿฌ๋ฉด

$$E = \frac{1}{2} \times 0.1 \times 2^{2} = 0.5 \times 0.1 \times 4 = \mathbf{0.2\ \text{J}}$$

(200 mJ)์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ๋งŒ์•ฝ ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ 4 A๋กœ ์˜ฌ๋ผ๊ฐ€๋ฉด ์—๋„ˆ์ง€๋Š” \(\frac{1}{2} \times 0.1 \times 16 = 0.8\ \text{J}\)๋กœ ํฌ๊ฒŒ ๋›ฐ์–ด์˜ค๋ฆ…๋‹ˆ๋‹ค.

์ €์žฅ ์—๋„ˆ์ง€์™€ ์ „๋ฅ˜์˜ ๊ด€๊ณ„๋ฅผ ๋ณด์—ฌ์ฃผ๋Š” ํฌ๋ฌผ์„  ๊ทธ๋ž˜ํ”„
์ €์žฅ๋œ ์—๋„ˆ์ง€๋Š” ์ „๋ฅ˜์˜ ์ œ๊ณฑ์— ๋น„๋ก€ํ•ด ์ฆ๊ฐ€ํ•œ๋‹ค (E = ยฝLIยฒ).

์ž์ฃผ ๋ฌป๋Š” ์งˆ๋ฌธ

์™œ ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ ์ธ๋•ํ„ด์Šค๋ณด๋‹ค ๋” ํฐ ์˜ํ–ฅ์„ ์ฃผ๋‚˜์š”? ๊ณต์‹์—์„œ ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ ์ œ๊ณฑ์œผ๋กœ ๋“ค์–ด๊ฐ€๊ธฐ ๋•Œ๋ฌธ์ž…๋‹ˆ๋‹ค. ์ „๋ฅ˜๊ฐ€ ์กฐ๊ธˆ๋งŒ ๋Š˜์–ด๋„ ์ €์žฅ ์—๋„ˆ์ง€๋Š” ํ›จ์”ฌ ํฌ๊ฒŒ ์ฆ๊ฐ€ํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

๊ฒฐ๊ณผ๋Š” ์–ด๋–ค ๋‹จ์œ„๋กœ ํ‘œ์‹œ๋˜๋‚˜์š”? ๊ธฐ๋ณธ๊ฐ’์€ ์ค„(J)์ด๋ฉฐ, ์ž‘์€ ์ธ๋•ํ„ฐ์˜ ๊ฒฝ์šฐ ๋ฐ€๋ฆฌ์ค„(mJ) ํ™˜์‚ฐ๊ฐ’๋„ ํ•จ๊ป˜ ๋ณด์—ฌ์ค๋‹ˆ๋‹ค.

์ €ํ•ญ์ด๋‚˜ ์ฝ”์–ด ์†์‹ค๋„ ๋ฐ˜์˜๋˜๋‚˜์š”? ์•„๋‹ˆ์š”. ์ด ๊ณ„์‚ฐ๊ธฐ๋Š” ์ด์ƒ์ ์ธ ์ž๊ธฐ์žฅ ์—๋„ˆ์ง€๋งŒ ๊ตฌํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค. ์‹ค์ œ ์ธ๋•ํ„ฐ๋Š” ์ €ํ•ญ๊ณผ ์ฝ”์–ด ์†์‹ค์„ ํ†ตํ•ด ์—๋„ˆ์ง€๋ฅผ ์ถ”๊ฐ€๋กœ ์†Œ๋ชจํ•ฉ๋‹ˆ๋‹ค.

์ตœ์ข… ์—…๋ฐ์ดํŠธ: