인덕터 (Inductor)의 원리

인덕터는 전류를 계속 흘리려는 성질이 있다고 회로이론 책에서 배운다. 위의 회로에서 처음에 SW1을 ON하여 L에 일정 전류를 흘린 후 SW1을 OFF, SW2를 ON을 동시에 하면 전원이 분리되었어도 저항 R에 일정 시간 동안 전류가 흐른다.

위와 같은 인덕터의 특성을 이해하기 위해서는 다음과 같은 전자기의 기본 법칙을 알아야 한다. 

1. 인덕터 코일에 전류가 흐르면 주위에 자기장이 형성된다.

2. 자기장이 변화하면 인덕터 양단에 전압이 형성된다. 전압의 세기는 자기장의 변화율에 비례한다.

SW1이 ON 되어 L에 전류가 흐르면 1번 법칙에 의해 인덕터 주위에 자기장이 형성된다.

이 상태에서 SW1을 OFF하고 SW2을 ON하면 그 순간에는 인덕터에 흐르던 전류와 자기장을 그대로 가지고 있다. 그리고, 전류는 순간적으로 0으로 되려고 한다. 하지만, 전류가 0으로 되기 위해 전류가 감소하기 시작하면 인덕터 주위의 자기장이 변화하고 2번 법칙에 의해 자기장 변화에 의해 전압이 형성된다. 즉, 인덕터에 전압이 형성되고 이 전압에 의해 저항 R로 전류가 흐른다.

이 전류는 다시 자기장을 높이고 따라서 전류가 감소하는 시간을 지연 시킨다.

L 위치에 저항이 있다면 SW1에서 SW2로 전환되는 순간 바로 전류는 0이 된다. 하지만 인덕터는 형성된 자기장이 완전히 사라질 때까지 전류를 흘린다. 다른 말로 하면 자기장의 형태로 에너지가 인덕터에 저장되어 있는 것이다.

만약 R이 매우 큰 값이라면 자기장 감소에 따른 전류의 양이 작고, 자기장은 매우 급하게 떨어진다. 위의 2번째 법칙으로 전압의 세기는 자기장의 변화율에 비례하기 때문에 자기장이 급하게 떨어지면 큰 전압이 형성된다. 그래서, 인덕터 회로를 보호 장치 없이 OFF 시키면 스위치 양단에서 큰 전압에 의한 스파크가 튄다.

이와 같은 인덕터의 스위치 OFF에 의한 고전압이 형성되는 현상을 형광등, 엔진 점화 회로 등에서 사용한다.

# 인덕터를 이용한 전압 증폭 회로

# Boost 회로