실험 기구 및 재료
변압기 코일 (200회 1개, 400회 2개, 800회 1개), I자형 철심, U자형 철심, 멀티미터 4대, 함수발생기, 저항 1옴, 10옴, 100옴, 1k옴
변압기의 원리 실험 장치
* 주의사항: 이 실험에 사용되는 변압기 코일을 포함한 모든 코일(인덕터)는 전류의 크기가 변하면 전류의 변화율에 비례하는 유도 기전력(전압)이 발생한다. 특히 철심이 들어 있는 코일에 갑자기 전압을 가하거나, 전류가 흐르고 있는 상태에서 갑자기 회로를 끊게 되면 인가하고 있는 전압보다 훨씬 큰 유도 기전력이 순간적으로 발생할 수 있고 만약 이 때 손이나 피부가 접촉하고 있는 상황이라면 감전의 충격을 받게 된다. 따라서 회로에 전원을 가하거나 회로를 변경할 때는 OUTPUT 스위치를 OFF로 눌러 출력을 끊거나 전압을 0으로 두고 회로의 연결이 완성된 후 OUTPUT 스위치를 다시 누르거나 전압을 올리도록 하자.
실험 방법 요약
실험 1. 철심의 기능
1. 철심이 없는 상태로 1, 2차 코일을 나란히 두고 1, 2차 코일의 전압을 측정한다.
2. I자형 철심에 두 코일을 나란히 끼우고 1, 2차 코일의 전압을 측정한다.
3. U자형 철심에 두 코일을 끼우고 1, 2차 코일의 전압을 측정한다.
4. I자형 철심을 U자형 철심위에 결합한 후 1, 2차 코일의 전압을 측정한다.
철심 없이 두 코일을 나란히 둔 모습
I자형 철심을 끼움
U자형 철심을 끼움
I자형 철심을 U자형 철심위에 결합하여 완전히 조립된 변압기의 모습
실험 2. 전압 변환
1, 2차 코일의 전압을 측정하여 감은 수와 전압의 관계를 알아 본다.
실험 3. 전류 변환
1, 2차 코일의 전류를 측정하여 감은 수와 전류의 관계를 알아 본다.
실험 4. 전력 전달
부하 저항의 값을 바꾸면서 1, 2차 코일의 전압과 전류를 측정하고 부하 저항에 따라 전력 전달 비가 어떻게 변화하는지를 알아 본다.