발전기에서 전기 에너지 생산할 때의 전구 밝기 변화

Question

사진처럼 발전기의 원리를 나타낸 그림에서 코일이 계속 회전함에 따라 코일 면을 수직으로 통과하는 자기장의 세기가 증가했다가 감소했다가 계속 변하는 것으로 이해했는데, 그렇다면 연결되어 있는 전구의 밝기도 계속 깜박거리듯이 변화하게 되는 건가요?

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Answer 1

안녕하세요. 조규현 전문가입니다.

발전기에서 코일이 회전할 때 유도 전압은 정현파 형태로 변동합니다. 이로 인해 전구에 흐르는 전류도 주기적으로 변하고, 전구의 밝기는 전류의 제곱에 비례해 변화하게 됩니다.

하지만 실제 발전기의 회전 속도는 매우 빠르기 때문에(일반적으로 50~60Hz), 전구의 필라멘트가 열을 잔열 효과로 유지하면서 밝기 변화가 눈에 보이지 않습니다.

또한 인간의 시각은 1/10초 단위의 빠른 변화를 인식하지 못하므로, 전구가 깜박이는 듯한 효과는 거의 느껴지지 않습니다.

이러한 원리는 교류 전력 시스템에서 전구의 안정적인 발광을 가능하게 하는 기본 원리입니다.

참고 부탁드립니다.

Answer 2

안녕하세요. 김상엽 전문가입니다.

이론적으로는 코일이 회전하며 유도 기전력의 크기가 변하므로 전구의 밝기도 깜빡거리는 것이 맞습니다. 하지만 실제 우리가 사용하는 발전기는 회전 속도가 매우 빠르기 때문에 (초당 60회 전후), 전구 필라멘트의 잔열 효과와 우리 눈의 잔상 효과가 더해져 밝기가 일정한 것처럼 느껴지게 됩니다. 아주 정밀한 측정 장비로 관찰하면 밝기의 파동을 확일할 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

이론적으로는 코일이 회전하며 유도전압이 사인파로 변하므로 전구에 흐르는 전류도 계속 변해 밝기는 주기적으로 변하게됩니다 하지만 교류 주파수가 충분히 높으면 사람의 눈이 변화를 구분하지 못해 거의 일전하게 밝아 보입니다 실제로는 깜박이지만 시각적으로 잔상 효과 때문에 연속적인 밝기로 인식하게 됩니다

Answer 4

안녕하세요. 박준희 전문가입니다.

네 맞습니다.

발전기에서 전구를 연결하고 돌릴 때, 발전기를 더 빨리 돌리면 운동에너지가 증가되는데 이로인해 전구는 더 밝아지는데요. 그리고 반대로 늦게 돌리면 어두워지죠. 이는 운동에너지 의 전기 에너지 변환 효율에 의해 발생되는 현상인데요. 발전기 내부의 코일이 자기장을 더 강하게 변하게 하여 유도 전류가 증가하기 때문이죠.

감사합니다

Answer 5

안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 전구가 빛을 내는 원리는 필라멘트가 저항에 의해서 열과 빛이나는데요. 이때 교류가 흐르면 시간에 따라서 전압의 크기와 방향이 바뀌지만 바뀌는 주기가 매우 빠른것도 있고 필라멘트에서 발생되는 열은 식지 않아서 크게 차이가 발생되지 않는 것입니다. 그리고 다른 LED나 형광등도 동일하게 빠르게 까박거리니깐 눈으로 확이이 어려운 것입니ㅏ.