1. 기전력 (Electromotive Force)
ㅇ 전지, 발전기 등에서 전압을 연속적으로 만들어주는 능력
- 개방된 양 단자 간에 전위차(전압)를 만들어 내어,
- 회로에 전류를 지속적으로 흐르게 하는 능력
* [용어 의미상 유의점]
. 기전력의 `력`은, 힘(力,Force)이 아니고,
. 전압/전류를 만들어내는 능력(能力,Ability)을 의미함
ㅇ 기전력 단위 : 전압 [V]
- 단위 전하에 대해 행할 수 있는 일 [J/C (Joule/Coulomb)]로써,
- 전압 [V]과 단위 같음
2. 발전기 (전자유도 발전), 전지 (전기화학 작용)에서의 기전력 비교
※ 둘다 `에너지 변환 장치`의 일종임
- 발전기,전지는 역학적 에너지 또는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치
ㅇ 발전기 : 전자유도에 의해 내부에서 전위차(전기에너지) 발생 => 기전력(emf)
- 회전력을 전자유도 방식에 의해 역학적에너지를 전기에너지로 변환 : 교류(AC) 발생
ㅇ 전지 : 전기화학 반응(자발적 과정)으로부터 전위차(전기에너지) 발생 => 기전력(emf)
- 두 전극에서 일어나는 화학반응으로 화학에너지를 전기에너지로 변환 : 직류(DC) 발생
3. 유도 기전력 (Induced Electromotive Force)
ㅇ 유도 기전력 이란?
- 시변 자기장에 의한 전자기 유도 현상으로 회로에 유도되는 전압(기전력)
ㅇ 유도 기전력의 구분
- 변환 기전력 (transformer emf) : (변압기 원리)
. 자속 자체가 시간에 따라 변화
.. e = - dΦ/dt (시변 자계)
. (시간에 따라 변화하는 자계에 의해, 기전력 발생)
- 운동 기전력 (motional emf) : (발전기 원리)
. 일정 자속에서 도체가 자속을 끊으면서 움직임
.. e = (v x B)·L (시변 자속 쇄교)
. (시간에 따라 변화하는 자속 쇄교 면적으로, 기전력 발생)
ㅇ 유도 기전력의 크기 ☞ 패러데이법칙 참조
- 실험에 의거하여, 결합 자속의 변화와 유도된 기전력 사이의 관계에 기초함
ㅇ 유도 기전력의 방향 ☞ 렌쯔의 법칙 참조
- 자속의 변화를 방해하려는 방향으로 발생
ㅇ 유도 기전력 중 운동 기전력의 방향 ☞ 플레밍 오른손 법칙 참조
- 도선의 운동에 의해, 자기장 내 도선의 운동 에너지가 전기 에너지로 변환 (발전기의 원리)
4. 한편, 역 기전력 (逆起電力, counter electromotive force) 은,
ㅇ 외부에서 공급하는(일으키는) 원래 정해진 기전력과는,
- 반대되는(상쇄시키는,반발하는) 방향으로 생기는 기전력을 말함
ㅇ 통상, 도체가 운동을 함으로써, 자속의 변화를 겪으며,
- 이로인한 반발로 생기는 기전력을 말함