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Solenoid

A coil of wire with electric current flowing through it. Current flowing through the coil produces a magnetic field.

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솔레노이드

솔레노이드

License: CC BY-NC 3.0

페인트볼 게임 [Figure1]

철퍼덕! 패인트볼 게임 중에 페인트볼이 적중했다. 이 익스트림 게임을 해본적이나 하는 것을 본 적이 있는가? 페인트볼 시뮬레이션 게임에서는페인트볼 대신 전자충격이 주어진다. 이 게임에서 페인트볼 표시(marker)를 위한 전자충격을 발사하는데 솔레노이드가 사용된다.

솔레노이드

솔레노이드(solenoid)는 아래 그림에서와 같이 코일 사이로 전류가 흐르도록 만든 전선코일로 '원통코일'이라고도 한다. 이 코일을 통해 흐르는 전류는 남북 자기극과 자기장을 생성한다. 다음 사이트에서 실제의 솔레노이드와 자기적 북극을 보여주는 나침반을 볼 수 있다.: http://www.youtube.com/watch?v=AgZHqfIBkUI&NR=1

[솔레노이드(Solenoid)] 자기장(magnetic field), 전지(Battery), 코일선(Wire coil), 남극( South pole), 북극(North pole)

Q: 솔레노이드가 어떻게 자석과 비슷한가?

A: 막대자석처럼 솔레노이드도 자기적 남북극이 있고 자기장으로 둘러 쌓여 있다. 

솔레노이드의 세기

전류가 흐르는 모든 전선은 자기장을 가진다. 그러나 직선 전선 주위의 자기장보다 원통코일 전선 주위의 자기장이 더 강력하다. 그 이유는 코일을 도는 각 전선마다 자신의 자기장을 가지기 때문이다. 코일 전선의 회전수를 증가시키면 자기장의 세기도 증가한다. 코일에 흐르는 전류의 양을 증가시켜도 자기장의 세기가 증가된다.

솔레노이드의 이용

솔레노이드는 주로 전자기에너지를 운동에너지로 전환하는데 이용된다. 이는 특정 부위를 째빨리 움직이기 위해 폭발적인 힘을 필요로하는 기구에 이용된다. 페인트볼 게임기 이외에도 전동차나 전기식기세척기 등에서 솔레노이드가 사용된다. 아래 그림에 솔레노이드를 사용하는 또다른 기구가 나타나 있다.

이 핀볼게임기(Pinball machine)는 범퍼(bumper), 스위치, 기타 움직이는 부품을 작동시키기 위해 솔레노이드를 사용한다.

요약

  • 코일 사이로 전류가 흐르도록 만든 전선의 원통코일인 솔레노이드는 남북 자기극과 전기장을 가진다.
  • 코일 전선의 회전수나 전선에 흐르는 전류량을 증가시키면 솔레노이드 자기장의 세기가 증가된다.
  • 솔레노이드는 전자기에너지를 전기기구의 특정 부분을 재빠르게 움직이는데 필요한 운동에너지로 전환시키는 기구에 사용된다. 

용어

  • 솔레노이드(solenoid): 코일 사이로 전류가 흐르도록 만든 전선의 원통코일로 이는 막대자석처럼 자기장을 형성한다..

연습

다음 사이트에서 솔레노이드 애니메이션을 탐구하라. 전압과 전류의 방향을 변화시켜가며 이것이 자기장에 미치는 영향을 관찰하라. 그리고 관찰한 바를 요약하라. http://www.physics-chemistry-interactive-flash-animation.com/electricity_electromagnetism_interactive/solenoid_magnetic_field_current_poles_north_south.htm

복습

  1. 솔레노이드와 그의 자기장을 기술하라.
  2. 아래 솔레노이드 중 어느 것의 자기장이 더 강한가? 왜 그런가?

  3. 솔레노이드는 어떻게 이용되는가?

Image Attributions

  1. [1]^ License: CC BY-NC 3.0

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