인덕터란 무엇인가? – 자기장을 이용해 에너지를 저장하는 부품

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인덕터(inductor)는 전기 회로에서 커패시터와 함께 매우 중요한 역할을 하는 수동 부품입니다.
커패시터가 전기장을 이용해 에너지를 저장한다면, 인덕터는 자기장을 이용해 에너지를 저장합니다.

이번 글에서는 인덕터의 구조, 동작 원리, DC와 AC에서의 성질, 그리고 임피던스 특성까지
쉽게 이해할 수 있도록 설명해보겠습니다.

Inductor

인덕터의 구조와 기본 원리

인덕터는 보통 구리선처럼 전기가 잘 통하는 도선을 여러 번 감아 만든 코일 형태입니다.
코일 안에 철심(코어)을 삽입해 자기장을 강화하기도 합니다.

전류가 코일을 통과하면 주변에 자기장이 생깁니다.
그리고 전류가 변할 때, 인덕터는 자기장을 통해 전류의 변화를 방해하려는 성질을 보입니다.

이러한 성질은 인덕턴스(inductance)라는 값으로 나타내며, 단위는 헨리(Henry, H)입니다.
인덕터에 걸리는 전압은 다음과 같이 계산됩니다.

V(t) = L \frac{dI(t)}{dt}

  • V(t): 인덕터 양단에 걸리는 전압 (V)

  • L: 인덕턴스 (H)

  • \frac{dI(t)}{dt}: 전류의 시간에 대한 변화율 (A/s)

인덕터는 어떤 성질을 가질까?

1. 전류를 유지하려는 성질

인덕터는 흐르고 있는 전류를 그대로 유지하려고 합니다.
전류가 갑자기 끊기거나 증가하려고 할 때, 인덕터는 이를 막기 위해 높은 전압을 만들어냅니다.

예를 들어,

  • 스위치를 끄면 전류가 급격히 0으로 떨어지려 하는데, 인덕터는 전류를 유지하려 순간적으로 큰 전압을 발생시킵니다.

  • 이 과정에서 스파크가 발생할 수도 있습니다.

2. 전압 변화에 민감한 성질

인덕터는 전류의 변화를 거부합니다.
전류가 일정할 때는 인덕터 양단에 전압이 거의 발생하지 않습니다.

인덕터의 임피던스란 무엇인가?

교류(AC) 회로에서는 인덕터도 임피던스(impedance)를 가집니다.
인덕터의 임피던스는 주파수에 따라 다음과 같이 계산됩니다.

X_L = 2\pi f L

  • X_L: 인덕터 임피던스 (\Omega)

  • f: 신호의 주파수 (Hz)

  • L: 인덕턴스 (H)

이 식을 보면:

  • 주파수 f가 높을수록 임피던스 X_L는 커집니다.

  • 즉, 고주파 신호는 인덕터가 더 강하게 방해합니다.

✅ 요약:

신호 종류 인덕터 반응
DC (주파수 = 0) 자유롭게 흐름 (임피던스 0)
저주파 AC 잘 흐름 (낮은 임피던스)
고주파 AC 흐름 방해 (높은 임피던스)

인덕터의 실제 활용 예시

인덕터는 다양한 전기 회로에서 중요한 역할을 합니다.

용도 설명
에너지 저장 자기장에 에너지를 저장
고주파 필터링 고주파 성분 제거
스위칭 전원 에너지를 저장·전달하여 전압 제어
LC 필터 구성 커패시터와 함께 주파수 선택
변압기 두 코일을 이용해 전압 변환

커패시터와 인덕터의 차이

커패시터와 인덕터는 모두 에너지를 저장하지만, 저장하는 방식과 동작 특성이 다릅니다.

구분 커패시터 인덕터
저장 방식 전기장에 저장 자기장에 저장
DC 반응 차단 (오픈) 자유롭게 흐름 (단락)
AC 반응 고주파 통과 저주파 통과
주요 성질 전압 변화를 흡수 전류 변화를 저항

마무리

인덕터는 전기 에너지를 자기장 형태로 저장하며,
전류의 변화를 거부하려는 특성을 가지고 회로를 안정화시키거나 신호를 선택하는 데 사용됩니다.

특히:

  • 전류를 유지하려는 성질,

  • 주파수에 따라 임피던스가 달라지는 특성,

  • 고주파 신호를 막는 성질

이 세 가지만 이해하면 인덕터의 본질을 쉽게 파악할 수 있습니다.

커패시터와 인덕터를 함께 이해하면, 전기·전자 회로를 훨씬 깊이 있게 다룰 수 있습니다!

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