안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
본래 형광등은 전류가 일단 증가해서 밝아지기 시작하면 점점 밝아져서 결국에는 관리 파괴되어 버리거나, 반대로 전류가 감소해서 어두워지기 시작하면 점점 어두워져서 최후에는 빛을 잃게되는 성질을 지니고 있다. 따라서 형광등이 일정한 밝기를 유지하기 위해서는 그러한 역할을 담당하는 일꾼이 필요하다. 이러한 일꾼을 '안정기'라고 하는데, 형광등 속에는 이 안정기가 반드시 들어 있는 것이다.
이 안정기의 구조를 살펴보면 가정에서 사용되고 있는 교류전기가 어떤 현상을 나타내는지를 파악할 수 있다.
안정기는 일종의 코일, 직류와 교류에서 코일에 미치는 작용은 상당히 달라진다. 교류회로에서는 스위치를 넣어도 전류는 즉시 일정한 값이 되지 않는다. 반대로 스위치를 꺼도 전류는 바로 제로가 되지 않는다.
이처럼 코일은 전류의 변화를 방해하는 성질을 지니고 있다. 이것은 코일을 흐르는 전류가 변화할 때, 그 코일이 만드는 자계의 번화를 방해하는 방향으로 코일 스스로가 기전력을 유도하기 때문이다. 이 현상을 자기유도라고 부르고, 유도기전력을 유도하는 능력을 자기인덕턴스로 표시하는데, 단위는 헨리(H)가 쓰인다.
즉, 교류의 경우에는 전류가 시간과 함께 변하므로, 코일의 전류를 증가시키려고 하면 자기 인덕턴스에 의해 증가하지 않으려는 전압이 나타난다. 또 전류를 감소 시키려면 감소하지 않으려는 전압이 나타나는 것이다. 직류의 경우는 전류가 일정하므로전류는 코일의 자기유도에 의한 방해를 받지 않는다.
코일은 직류가 통과하기 쉬우나, 교류에 대해서는 일종의 저항과 같은 성질을 갖게 되어, 주파수가 높은 교류일수록 통과하기 어려운 성질이 있다. 이것을 코일의 리액턴스라고 한다. 또 코일에 교류를 통하면 전류의 위상이 전압의 위상보다 90도 뒤진다는 성질이 있다. 형광등의 안정기는 코일의 이러한 작용을 이용해서 코일에 발생하는 높은 유도전력을 점등개시 전압으로 이용하고 점등 후는 방전과에 발생하는 이상전류를 저지하여 안정된 빛으로 계속 점등하는 것이다.
