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전기차/전기차 모터 이론

전기자동차 모터 원리 (1)[전류가 흐르면 자속이나온다고?]

by 짐승 2023. 12. 15.
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1.모터의 기초


 전기차 모터든 기본적인 모터에서 적용하는 이론들은 다동일하고 모든 이론은 전자기학과 회로이론 기반으로 설명할수있다.

 

 오늘은 모터이론으로 넘가기전 기본적으로 어떻게 전기를 흘리는것만으로 회전력이나오고 어떻게 전기가나오는지 이해하는 과정을 가져보고자 한다.이론적지식에 대해 함양하고 넘어가볼까한다.

 

 들어가기전 간단히 모터에 대해 아주 기본적으로 적용되는 법칙은 오른나사법칙-페러데이렌츠법칙- 플래밍의 양손법칙 정도까지 이해한다면 아주 기초적인 이론을 이해한것이고 거기서 이제 자계와 전계의 지배방적식인 맥스웰의 전자계 방적식을 통해 기초직식을 함양하여야 다음단계로 나아가기가 편하다.

 

 또한 다른기초적로 전기물성과 재료역학적으로 자성재료와 일반재료의 특성에서 도체 부도체 유전체의 특성에서 나오는 히스테리스스 손실과 동손을 이해하는과정이 필수적이며 거기서나온특성들을합해서 전기기의 기본적인 유도가 가능해진다.

 

 그렇게 지배방적식을 세우고 전체적으로 해석과정을 이해하고 난다면, 다음단계로 넘어가서 실제로 모터에서 사용되고있는 기본적인 자석과 코일에대해서 이해하고난 이후에는 좀더 추가적인 부품인 베어링이나 전식그리고 현대이론적인 문제들에대해서 다루어볼까한다.


2,앙페르의 오른나사법칙


 아래사진은 앙드레 앙페르라는 사람이 발견한 암페어의 오른나사 법칙을 조금더 쉽게 설명하기 위해 만든 사진으로

 

어려운말로 전류의 흐름은 자기장을 만들어낸다 라는 이야기를 하고있다.

 

법칙자체가 오른손이에서 손까락이 전류의 방향이라면 손이감싸지는 방향이 자기장의 방향 즉 나사의 회전방향이다 정도의 이야기를 하고있는 법칙이다,

 


3.오른나사 법칙의 발전


오른나사 법칙의 발전형

 

우리는 위에서본 단일전선을 용수철모양으로 둘둘감으면 솔레노이드라고 부르며 여기에 전류가흐를때의 자계의 방향 또한 추론이 가능하다.


4.잡설과 고민 정리


오른나사 법칙의 기초에대해서 이해했다면 

 

크게 2가지의 고민이생긴다 전류에의해서 자계가 생기는 이유가뭔가??

 

단순하게 생긴다고 말하기에는 뭔기 이상하지 않는가? 생겨요라고 말했지 이론적인 고민에대해서 해본적이 없지

 

개인적으로 필자가 이질문을 학부생 당시 교수님에게 드렸을때 교수님이 해준답변은 크게 2가지었다 미시세계로 넘어가

 

미소좌표계내에서 시변자계에따른 아인슈타인의 상대성 이론적으로 접근해보면 좀더 쉽게이해 할수 있다고는 하는데...

 

필자의 기준으로 여러줄로 설명해야하는것들은 이해하지 못한거라 생각해 상대성이론으로 미시좌표계내에서

 

유도된다의 정도의 지식만을 가지고있다. 혹시 물리학전공자분들중 잘아는분들이있다면 지식을 나눠주시기를 바란다.

 

다만 그렇다면 이러한법칙을 배우는이유는뭘까?

 

이다음으로 나오는 렌츠와 페러데이는 여기서 시변자계를넣어고려하고 그다음에 회전력이 나오는 이야기를 하기위해서

 

이다 뭐 자세한 이야기는 다음글에서 다루도록 하겠지만 

 

쉽게설명하면 우린 기본적으로 전류와 자기장을 만드는 기초이론에 대하여 이해하였고 그다음단계의 세상으로 넘어가볼

예정이다.

 

 

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