전기관련실험2013. 7. 31. 23:55

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깡통과 전자석을 이용해서 셰이딩 코일 기동형 유도전동기 모형을 만들어 보았다. 


셰이딩 코일 기동형 유도전동기는 단상 교류 유도전동기의 기본형이며, 기동 토크가 크지 않고 효율이 그닥 좋지 않기 때문에 120W 이하의 환풍기 등의 기동 토크가 크지 않아도 되는 장치에 널리 사용된다.




이미지출처 : http://www.sunelec.cc/Shaded-Pole-Motor-95.html


셰이딩 코일 기동형 유도전동기는 단상 농형 유도전동기의 한 종류로 영어로는 Shaded Pole Motor 라고 불린다. 


단락 코일(셰이딩 코일)의 위치에 따라 회전방향이 정해지므로 한 번 회전방향이 정해지면, 다시 조립하기 전에는 회전방향을 바꿀 수 없다. 하지만 단락코일을 개폐할 수 있도록 된 구조라면 회전방향을 바꿀 수도 있다. 


메인 자기장은 아래쪽에 감겨진 코일에 흐르는 전류에 따라서 변화하게 되는데, 이 변화하는 자기장은 단락코일에 유도전류를 발생시키고, 이 유도전류는 다시 자기장을 발생시킨다. 단락코일에서 발생하는 유도전류는 메인 자기장의 변화율이 가장 클 때 최대가 되는데, 이 때는 메인 자기장이 0이 되는 순간이다. 따라서 단락코일에서 발생하는 자기장은 메인 자기장보다 한 박자 늦게 변화(단락 코일이 있는 쪽에서는 단락 코일에서 발생하는 자기장과 메인 자기장의 벡터합)화게 되어, 회전자는 단락코일이 없는 쪽에서 단락 코일이 있는 쪽으로 회전한다. 위의 사진에서는 시계방향으로 회전할 것이라고 예상할 수 있다.


특수하게 만든 전자석과, 알루미늄 링(하드디스크에서 빼냄), 교류전원장치로 사용할 변압기를 준비하고, 깡통의 아래 부분을 뾰족한 것으로 쳐서 홈을 낸 다음 CD에 연필을 세우고 깡통이 자유롭게 돌 수 있도록 해서 실험장치를 제작해 보았다.



http://youtu.be/2jOOwyzFCj0


전자석은 폐 변압기에서 코일과 철심을 추출해서 만들었다. 알루미늄 링을 한쪽에 걸고 교류전압을 가했더니 깡통이 회전하는 것을 볼 수 있다. 알루미늄 링의 위치를 바꾸었더니 회전방향도 바뀐다. 


교류 유도전동기의 원리를 알려줄 때 보여주면 좋은 실험일 듯 하다. 


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Posted by 블루토파즈