리액턴스

리액턴스

다른 표기 언어 reactance

요약 전류가 도체 내에서 한 방향으로 일정하게 흐를 때는 전기저항이라 부르는 저항이 생기지만 리액턴스는 생기지 않는다. 그러나 교류전류가 도체 내에 흐르면 저항뿐만 아니라 리액턴스도 생기게 된다. 리액턴스는 스위치를 닫거나 열면서 전류가 안 흐르다가 정상상태로 되거나 그 반대로 되는 아주 짧은 순간에도 생겨난다. 리액턴스에는 유도성과 용량성의 2가지가 있는데 유도성 리액턴스는 전류가 흐르는 전선이나 코일 주위에 생기는 자기장과 관련이 있다. 용량성 리액턴스는 전기장의 변화와 관계가 있는 것으로 절연물을 매개로 하는 2장의 분리된 도체판에서 생긴다. 도체판으로 이렇게 구성된 축전기는 근본적으로 두 도체판 사이에 걸리는 전압, 혹은 전위차가 변화할 때 그것을 막는 경향을 가진다.

전류가 도체 내에서 한 방향으로 일정하게 흐를 때는 전기저항(electrical resistance)이라 부르는 저항이 생기지만 리액턴스는 생기지 않는다. 그러나 교류전류가 도체 내에 흐르면 저항뿐만 아니라 리액턴스도 생기게 된다. 리액턴스는 스위치를 닫거나 열면서 전류가 안흐르다가 정상상태로 되거나 그 반대로 되는 아주 짧은 순간에도 생겨난다.

리액턴스에는 유도성과 용량성의 2가지가 있는데 유도성 리액턴스는 전류가 흐르는 전선이나 코일 주위에 생기는 자기장과 관련이 있다. 그러한 도체, 즉 인덕터(inductor)에 교류 전류가 흐르면 시간에 따라 변하는 자기장이 생기며 이 자기장은 회로에 흐르는 전류와 회로 양단에 걸리는 전압(전위차)에 영향을 끼친다. 인덕터는 근본적으로 전류의 변화를 감소시키고, 전압의 변화에 비해 전류의 변화가 다소 지연된다.

회로의 구동 전압이 감소하기 시작해도 전류는 계속 증가하여 구동 전압의 극성이 바뀌는 순간 전류는 최대치에 도달하며, 전압이 반대 극성으로 최대치가 되면 전류는 0이 되고 구동 전압이 다시 감소하기 시작하면 전류는 반대 방향으로 다시 증가하기 시작한다. 이와 같이 전류의 변화를 막는 정도를 나타내는 유도성 리액턴스는 교류의 주파수 f인덕턴스(L로 표시하며 인덕터의 크기, 구조, 주위 매질에 따라 달라짐)라고 불리는 인덕터의 특성에 비례한다. 그러므로 유도성 리액턴스 XL은 전류의 주파수와 도체의 인덕턴스를 곱한 값에 2π를 다시 곱한 값으로 XL=2πfL이다. 이때 단위는 옴(Ω)이다(여기서 주파수의 단위는 헤르츠[㎐]이고 인덕턴스의 단위는 헨리[H]임).

용량성 리액턴스는 전기장의 변화와 관계가 있는 것으로 절연물을 매개로 하는 2장의 분리된 도체판에서 생긴다. 도체판으로 이렇게 구성된 축전기는 근본적으로 두 도체판 사이에 걸리는 전압, 혹은 전위차가 변화할 때 그것을 막는 경향을 가진다. 그러므로 축전기가 전기회로 내에 있으면 교류 전압이 교류 전류에 비해 지연되는 결과를 초래한다. 즉 인덕터와 반대의 결과를 나타낸다. 이와 같이 막는 정도를 나타내는 용량성 리액턴스는 교류 전류의 주파수와 전기용량(C로 표시하며 축전기의 크기·구조와 절연체의 성질에 따라 달라짐)이라고 불리는 축전기의 특성에 반비례한다.

수식에서 보면 용량성 리액턴스 XC는 전류의 주파수와 전기용량 값의 곱에 2π를 곱한 다음 역수를 취한 것이다. 즉 XC=1/(2πfC)이고 단위는 Ω이다(전기용량의 단위는 패럿[F]임). 결국 유도성 리액턴스 XL은 전압에 비해 전류가 지연되게 하고 용량성 리액턴스 XC는 전류에 비해 전압이 지연되게 하므로 전체 리액턴스 X는 두 리액턴스의 차이, 즉 XL-XC가 된다. 이러한 리액턴스의 역수 1/X을 서셉턴스(susceptance)라고 하며 '모'(mho: ohm의 철자를 거꾸로 쓴 것으로 기호는 ℧)라고 불리는 Ω의 역수 단위로 표시한다.