개념과 작동 원리
자기장 안의 전류가 받는 힘이 코일 양쪽에 돌림힘을 만듭니다. 정류자는 회전에 맞추어 전류 방향을 바꾸어 같은 회전 방향의 토크를 유지합니다.
코일이 회전하면 발전기처럼 기전력이 생겨 전원 전압을 상쇄합니다. 정지 직후와 빠르게 회전할 때의 전류가 다른 이유입니다.
관계식과 성립 조건
단순 모형에서 I=(V−kω)/R이고 전자기 토크는 kI에 비례합니다. 회전 가속도는 이 토크에서 마찰과 부하 토크를 뺀 값으로 정합니다.
자기장·모터 상수와 점성 마찰을 일정하게 두는 근사입니다. 실제 기동 마찰, 정류 손실과 권선 발열은 별도 요인입니다.
가상 실험에서 읽을 변화
정류자는 토크 방향을 유지하고 역기전력은 전류를 줄여요.
자기장과 코일은 이상적이고 베어링 마찰은 점성 근사예요. 정류자 없는 경우는 시작각 π/4의 단순 모형이에요. 실제 전원·콘센트·고전압으로 따라 하지 말고 화면에서 실험해요.
핵심 관계와 기호
Jω′ = kI−bω−τload · I = (V−kω)/R
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| ω | 회전 각속도 | rad/s |
| kω | 역기전력 | V |
| J | 관성모멘트 | kg·m² |
예시로 확인하기
6 V 전원에서 전류 0.968 A·저항 5 Ω이면 역기전력은?
약 1.16 V
자주 헷갈리는 점
- 전동기의 소비 전류가 속도가 빨라질수록 무조건 커지는 것은 아닙니다.