맥동전류

부호가 바뀌지 않고 맥박이 뛰듯이 크기만 주기적으로 바뀌는 전류를 말한다.

목차

맥동전류는 진동전류의 일종이자 직류의 일종으로서, 부호가 바뀌지 않고 주기적으로 크기가 바뀌는 전류를 말한다. 맥박이 뛰는 것처럼 전류의 크기가 변하는 데서 유래하였으며, 주로 교류를 정류하여 얻는 사인파의 절대값 형태를 맥동전류라고 부른다. 위상이 서로 다른 여러 개의 맥동전류를 합하면 크기가 비교적 일정한 직류가 된다. 그림 1은 사인파 절대값 형태의 맥동전류를 보여준다. 사인파의 음수 값을 가지는 영역을 양수로 변환하면 맥동전류가 된다.

그림 1. 교류를 정류하면 맥동전류가 된다.

발전기는, 자기장 하에서 자유전자를 강제 운동 시켜 패러데이 전자기유도 법칙에 의하여 발생하는 기전력을 이용한다. 회전 운동에 의하여 발전하므로 교류의 기전력이 생기게 마련이다.

그림 2. 직류발전기 내 정류자의 역할

그림 2에서 직류발전기 내부의 코일의 운동을 시간에 따라 살펴보자. 코일의 양 끝을 각각 a와 b로 나타내었다. 시계방향으로 회전 주기 @@NAMATH_INLINE@@T@@NAMATH_INLINE@@의 강제 회전을 시키면, 유도전류가 발생하는데, a 단자에서는 화면에서 나오는 방향으로, 그리고 b 단자에서는 화면으로 들어가는 방향으로 흐른다. 즉, 기전력은 b 단자가 연결된 미끄럼고리의 전위가 a 단자가 연결된 고리의 전위보다 높은 방향으로 발생한다. 이 전류 방향은 코일이 180도, 즉 @@NAMATH_INLINE@@t= T/2@@NAMATH_INLINE@@의 시간 동안 회전할 때까지 유지된다. 180도 이후의 회전은 a와 b의 이름을 바꾸기만 하면 그림 2와 동일하다. 직류발전기에서는 두 미끄럼고리가 동일하므로 180도 이후 회전에서도 마찬가지로 왼쪽의 미끄럼고리에 양의 전위가 형성된다. 그러므로 일종의 정류 작용이 두 미끄럼고리에 의해 이루어진 것이다. 강제 회전 각속도가 일정하다면 발생기전력은 사인파의 형태를 갖는다. 정류자 이후의 기전력은 사인파의 절대값 형태, 즉 맥동전류가 된다. 반면 a, b 단자가 각각 계속 하나의 원형 미끄럼고리와만 연결되면 정류 작용이 없으므로 일반적인 교류가 된다.