맴돌이 전류 (Eddy current)

 

 

 

 

 

그림과 같이 구리원판(아라고의 원판)을 실에 매달고 바로 밑에서 막대자석을 회전시키면 구리 원판이 같은 방향으로 회전한다. 이 현상은 자속 변화에 의한 유도전류가 원판에 생겨서 상대운동을 방해하려는 반발력 때문에 회전하게 된다. 이와 같이 크기가 있는 도체가 움직이면서 자기력선속을 끊을 때, 즉 도체를 지나는 자속이 변할 때 도체내부에 유도기전력이 생겨 소용돌이 모양의 유도전류가 흐르는 것을 맴돌이 전류 (Eddy current) 라 한다. 이 현상은 처음에 프랑스의 아라고(Arago)에 의해 발견되었으나 후에 이 현상을 해명한 푸코의 이름을 붙여 Foucault current 라고도 한다.

 

맴돌이 전류 (Eddy current)가 생기는 이유

  그림과 같이 도체판 위에서 막대자석의 N극을 오른쪽으로 운동시키면 이것은 자석대신   동판을 왼쪽으로 움직인 것과 같다. 이 도체판의 일부분인 AB선상을 도선이라고 생각하면 도선이 자기장 속을 움직이는 경우에 해당하므로 플레밍의 오른손 법칙에 의해 B→A방향으로 유도전류가 흐르게 된다. 이 전류는 N극의 바로 아래 AB에서 가장 강하고 AB에서 멀어지면 약해지므로 양쪽으로 소용돌이 모양의 전류가 흐르게 된다.

   AB의 오른쪽 부분에서는 자석의 N극이 가까이 오므로 아래로 향하는 자속이 증가하고, 왼쪽 부분에서는 감소한다. 이 동판을 반지름이 다른 많은 코일이 모여 이루어진 것이라고 생각하면 오른쪽 부분의 코일(동판)에서는 증가하는 자속을 방해하는 방향인 위쪽으로 향하는 자속이 생기도록 전류가 유도된다. 같은 방법으로 왼쪽에서는 반대방향의 전류가 유도된다.

 

 회전원판

   그림과 같이 회전원판 위에서 막대자석을 회전시킬 때 막대자석의 N극의 앞쪽 a부분에서는 N극의 접근을 방해하듯이 N극이 생기도록 유도전류가 흐르고, b 부분에서는 N극이 멀어지는 것을 방해하도록 S극이 생기는 맴돌이 전류가 흐른다.  c, d 부분에서도 같은 방식으로 전류가 유도되고 이들 원형전류는  같은 모양, 같은 크기의 자석에 해당된다. a 부분의N극은 자석의 N극에서 척력을, b부분의 S극은 자석의 N극에서 인력을 받고, c부분은  자석의 S극에 의하여 밀리고 d 부분은 자석의 S극에 의하여 끌리게 되어 자석의 회전방향으로 원판이 회전하게 된다.