Microelectronics - Energy Storage Device : L

I, Inductor.

금속 도선을 투자율이 높은 물질(코어)에 감은 형태로 전류를 충전하는 기능을 한다. 

Electromagnetic Induction Law. 

1. 전류[ I ]는 자기장[ H ]을 유도한다.

2. 자기장[ H ]이 일정하면 행복, 자기장[ H ]이 변하면 불행.

3. 만약 자기장[ H ]이 변한다면 방해하는 방향으로 발전(전류 I)

교류에 대해서는 극성이 끊임없이 변하므로 항상 저항(불행)이다. 

주파수가 높아질수록 극성은 더 빠르게 변하므로 저항(불행)은 더 커지게 된다. 

 

I, Inductance.

자기장을 유도하는 용량으로 기호는 L, 단위는 [ H ]를 사용한다. 

 

Inductor.

 

Simulation.

DC section : V = 0  →  R = 0  →  short

AC section : 충전 혹은 방전

 

전압(V)은 전류(I)의 미분 형태를 띠고 있다.

$$ V_L = L\frac{di}{dt} \; \rightarrow \:i = \frac{1}{L}\int_{0}^{t}vdt + K $$

 

Inductive Reactance.

Inductor 는 교류 전류의 흐름을 방해하는데, 이를 유도성 리액턴스[ XL ]라고 하며 단위는 [ Ω ]을 사용한다. 리액턴스 값은 주파수와 서로 비례 관계에 있다. 

$$ X_L = 2\pi fL $$

 

주파수가 커질수록 Inductor 가 에너지를 저장하고 방출하는 속도가 빨라진다. 이에 Inductor 는 전자기 유도법칙에 따라 더 많은 에너지를 저장하려고 하며 교류 전류의 흐름을 방해하게 된다. 따라서, 리액턴스(XL) 가 증가하게 된다.   

 

$$ f\uparrow\:  \: \: \rightarrow\: \:  X_L \uparrow $$

 

그러므로 L은 저주파를 통과시키고, 고주파를 차단하는 특성을 가진다.