[직선 전류 주위의 자기장과 그 방향] |
그림과 같이 전류가 흐르는 도선을 오른손으로 감아쥐고 엄지 손가락을
전류가 흐르는 방향으로 향하게 하면 나머지 손가락은 자기장을 가리킨다. 이때, 자기장은 전류와
수직인면에 동심원의 모양을 이루고 그 방향은 오른쪽 나사를 전류의 방향으로 진행 시킬 때
나사를 돌리는 방향이 된다. 이를 "앙페르 법칙" 이라 한다.
직선전류에 의한 자기장은 B=Kir(k=2×10(-7)N/A(2))
전류자체는 하나의 자석이므로 전류와 자기장은 서로 힘을 직용 하게 하는데, 이 힘을
전자기력이라 한다.
도선에 흐르는 전류의 방향과 자기장의 방향이 수직인 경우, 오른손을 펴고 오른손의 엄지는
전류(I)의 방향, 나머지 손가락은 자기장(B)의 방향으로 향하게 하면 손바닥을 향하는
방향은 전류가 자기장에서 받는 힘(F)의 방향이 되며 이를 "오른손 법칙"
이라 한다.
자기장과 전류가 수직일 때 전류가 자기장에 받는 힘의 크기는 F=BIL이다.
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전류에
의한 자기장과 오른손 법칙 |
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| 도선을 원통에 규칙적으로 감은 것을 솔레노이드라 하며 여기에 전류를
흐르게 하면 아래의 그림과 같이 자기장을 형성한다. 단위길이 당n번 감은 솔레노이드에 전류가
흐르고 있을 때 솔레노이드 내부에는 거의 균일한 장기장이 생긴다. 이때 솔레노이드 내부의
자기장은 다음과 같다.
B=K"nl(k"=4π×10(-7)N/A(2))
솔레노이드 내부에 연철 막대를 넣으면 자기장의 세기는 훨씬 더 커진다. 이것이 바로
전자석이다.
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| DC 솔레노이드는 전자COIL에 통전시 가동철심을 움직이므로서 전기에너지를
기계적 직선운동으로 변화 시키는 것을 목적으로 한다. 주로 사용되는 용도는 가전기기, 사무기기,
음향기기, 자동판매기, 자동차, 오락기기, 각종 자동화 기기 등 광범위하게 사용됩니다. |
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DC
솔레노이드의 개요 |
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No |
Name
of Parts |
1 |
Frame |
2 |
Holder |
3 |
Plunger (可動鐵心) |
4 |
Core (固定鐵心) |
5 |
Bobbin |
6 |
Coil |
7 |
Guide Pipe |
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솔레노이드의
작동방식 |
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Plunger(가동철심)의
취부형식 |
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통전률 |
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| 솔레노이드의 기계적 출력은 코일의 여자전류에 비례하지만, 코일의
온도상승과 자기표현에 의해 한계가 있다. 작동주기가 적으면 온도상승도 작다.
통전률 = 통전(ON)시간/(통전(ON)시간+차단(OFF)시간)×100(%)
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| 단, 1CYCLE의 통전시간이 아래표의 수치보다 높을 경우 연속정격(통전률
100%)의 솔레노이드를 사용한다. |
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통전률
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최대통전시간 |
75% |
20분 |
50% |
7분 |
25% |
2분 |
10% |
1분 |
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온도와
코일저항의 변화 |
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- 코일에 전압이 인가되면 코일온도가 상승한다.
- 이것에 의해 코일 저항이 증가하고 암페어-턴은 감소한다.
- 코일온도와 코일저항 및 암페어-턴과의 관계는 아래표와 같다. |
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코일온도 (℃) |
저항계수 |
암페어-턴비 |
-40 |
0.764 |
1.309 |
-20 |
0.843 |
1.186 |
0 |
0.921 |
1.086 |
20 |
1 |
1 |
40 |
1.079 |
0.927 |
60 |
1.157 |
0.864 |
80 |
1.236 |
0.809 |
100 |
1.314 |
0.761 |
120 |
1.393 |
0.718 |
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이표의 암페어-턴비를 이용해 온도 변화뒤의 출력을 요구하는 것도
할 수 있다.
또한, 솔레노이드의 코일 온도상승을 알고 싶은 경우는 실제의 사용상태에서 온도상승 전후의
코일
저항과 주위온도를 측정하고, 다음식으로 요구 할 수 있다. t=(R2-R1)/R1×(234.5+t1-t2
t : 온도상승(℃)
t1 : 초기의 주위온도(℃)
R1 : 초기의 코일저항(Ω)
R2 : 최종의 코일저항(Ω) |
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솔레노이드의
수명 |
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가동철심 |
PIPE처리 |
수 명 |
Ni-Ⅲ |
- |
30K ~ 50K times |
MoS2 |
- |
300K ~ 500K times |
MoS2 |
MoS2 |
3 million times approx |
Teflon |
MoS2 |
10 million times approx |
Teflon |
Teflon |
30 million times approx |
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절연계급 |
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절연계급 |
최대통전시간 |
Coil |
A |
105℃ |
enamelled copper wire |
E |
120℃ |
polyurethan copper wire |
B |
130℃ |
polyester copper wire |
F |
155℃ |
Silicon copper wire |
H |
180℃ |
Teflon polyamide |
C |
more than 180℃ |
H |
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PLUNGER(가동철심)의
각도, 형상에 따른 흡입력의 변화 |
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