2 - 2 - 1. 전류에 의한 자기장
[ 직선 전류에 의한 자기장 / 앙페르의 법칙 /
원형 전류에 의한 자기장 / 솔레노이드 ]
[ 자기장 ]
전류가 흐르면 주변에 자기장이 만들어집니다. 전기가 그 자리에 가만히 있으면
이런 일이 없죠. 전기가 한 방향으로 움직일 때 자기장이 생기는 것이죠.
마찬가지의 원리로 자석이 전기를 만들어요. 자석이 가만히 정지해 있으면 전기가
생기지 않아요. 자석이 움직여야 전기가 만들어 집니다. 그래서 코일 가까이로
자석을 접근시키거나 멀리 떨어지도록 움직여주면 코일에 전류가 흐르게 됩니다.
참 신기한 현상입니다 위의 예에서 알 수 있듯이 정지해 있는 것은 아무 쓸모가
없습니다. 움직여 주어야 합니다. 즉, 변화가 있어야 합니다. 고인 물은 썩고,
흐르는 물은 싱싱합니다. 구르는 돌에 이끼가 끼지 않는다는 말을 들어 보셨죠.
전기장의 변화가 자기장을 만들고, 자기장의 변화가 전기장을 만듭니다.
심한 변화일수록 더욱 강한 전류와 자기장을 만들죠.
여러분도 지금 상황에 안주하지 마세요. 조용히 서서히 어느새 침몰해 가는
자신을 발견하게 될 것입니다. 끊임없이 움직이고 변화해야 살아남습니다.
현대는 변화하고 변신하는 자만이 살아남는 살벌한 문화와 문명이 지배하는
사회입니다. 청년정신으로 큰 꿈과 이상을 위해 도전하고 변화합시다.
그래서 전기장과 자기장의 결합체인 전자기파가 됩시다. 이 전자기파가 바로
우주에 가득 충만한 싱싱하고 영원한 에너지 덩어리인 빛입니다.
우리 모두 인류의 싱그런 빛이 됩시다.
전류가 흐르면 도선 주위에 나사돌리는 방향으로 전기장이 생깁니다.
오른손으로 전선를 감아쥐며 엄지손가락을 전류가 흐르는 방향으로 향했을 때
나머지 손가락들의 방향과 같은 방향으로 자기장이 생기는 것입니다.
이것을 앙페르의 법칙 또는 오른나사의 법칙이라고 합니다.
전류가 강하게 흐를수록 전선 주위에 강한 자기장이 생깁니다. 또한 전선에서
멀어질수록 자기장이 약해집니다. 이것을 식으로 나타내면 다음과 같아요.
자기장의 세기 = 전류 / 도선으로 부터의 거리
B = I / r
직선 전류와 마찬가지로 앙페르의 법칙을 적용하면 됩니다. 도선을 오른손으로
감아 쥡니다. 물론 엄지가 전류의 방향으로 향해야지요. 이런 상태에서 나머지
손가락들이 전선을 감아쥔 방향으로 전기장이 생기는 것입니다.
자기장의 세기는 위의 경우와 같습니다. 단 원형이므로 원주율 π만큼 곱해줍니다.
이것을 식으로 써보면 다음과 같습니다.
원형 전류 자기장 세기 = 직선 전류 자기장 세기 x π
B' = ㅠ B
긴 원통위에 도선을 여러번 감아 놓은 것을 말합니다. 솔레노이드에 전류가 흐르면
주변에 자기장이 형성되어 솔레노이드가 마치 자석과 같은 역할을 하게 됩니다.
전류가 강할수록, 감은 수가 많을수록 자기장이 강해지므로 다음과 같은 식으로
나타넬 수 있습니다.
자기장의 세기 = 상수 x 감은 횟수 x 흐른 전류