전자석 코일에 열이 발생하는 이유

전자석 (Electromagnet)에 전류가 흐르면 자계를 발생 시킨다. 손실이 없는 이상적인 경우 전류가 흐르는 전자석에서 소비되는 전력은 0가 되어야 하고 열이 전혀 나지 않아야 한다. 하지만, 전자석이나 트랜스 등의 코일에 전류가 흐르면 많은 열이 발생한다. 어떤 경우에는 100도 이상 상승하기도 한다.

 

코일은 저항이 있기 때문에 저항손 (Resistance Loss)이 발생한다. DC 12V에 1A의 전류가 흐른다면 12W의 저항손이 발생하고 모두 열로 발산된다.

 

코일에 AC 전류가 흐르면 저항손 이외에 기생 캐패시터, 표피 효과, 근접 효과, 히스테리시스, 에디 전류에 의한 손실이 발생한다.

 

표피 효과와 근접 효과는 코일 전선의 저항을 증가 시키는 효과를 가진다.

 

코어의 히스테리시스와 에디 전류 (와전류)에 의한 손실을 철손 (Core Loss)이라고 부른다. 코어가 없는 코일에는 철손이 발생하지 않는다. 코일에 AC 전류가 흐르면 코어에 에디 전류가 흐르고 코어의 열로 발산하고 또한 코어의 히스테리시스에 의한 손실도 코어의 열로 발산한다.

 

☞ 전자석의 열을 감소 시키는 방법