무선 전력 전송 장치가 전선 없이 전자 네트워크에서 전력을 보낼 수 있습니다. 전자기 결합 메커니즘은 무선 전력 전송에 적합합니다. 많은 유형의 전자기 결합이 무선 전력 전송에 사용될 수 있습니다. 유도 결합 또는 용량 결합일 수 있습니다. 전자기 결합의 정의와 작동 방식 및 유형에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
전자기 결합 정의
사람들은 전자기 결합을 변압기 동작이라고 부릅니다. 전류가 흐르는 전도체에서 전류의 흐름에 의해 생성되는 전자기장입니다. 그것이 생성하는 전자기장은 도체에 직각입니다. 도체에 흐르는 전류는 AC 전원 시스템에서 지속적으로 방향을 바꿉니다. 이 현상은 전류가 흐르는 도체 주변의 전자기장에 영향을 미칩니다. 그들은 팽창하고 수축합니다. 전자기력선이 다른 도체를 통과하는 한 해당 도체에 전압을 유도할 수 있습니다. 간단한 작동 원리입니다. 이 원리는 전력 변압기, 교류 발전기 및 발전기의 작업에 적용됩니다.
전자기 결합의 또 다른 이름은 상호 인덕턴스 결합입니다. 두 회로 사이에 상호 인덕턴스가 있음을 의미합니다. 한 회로의 전류 변화는 상호 인덕턴스를 통해 다른 회로에 영향을 미칩니다. 두 개 이상의 회로 요소 또는 전기 네트워크 사이에 친근한 관계가 존재합니다. 그들은 입력과 출력 사이에서 서로 밀접하게 일치하고 상호 작용합니다. 그들은 상호 작용을 통해 한쪽에서 다른 쪽으로 에너지를 전달합니다. 이 일련의 현상은 전자기 결합입니다. 간단히 말해서 커플링은 서로에 대한 두 엔터티의 상호 의존성을 측정합니다.
전자기 결합 작동 원리
전자기 결합은 하나 이상의 회로에서 발생할 수 있습니다. 이러한 이벤트에 대한 회로의 전자기장의 반응입니다. 그들은 다른 회로에서 전하 또는 전압을 유도합니다. 이러한 전하 또는 전류는 의도적이든 의도하지 않든 회로에 영향을 미칩니다. 그들은 모두 회로에 영향을 미칩니다. 전자기 결합이 의도하지 않게 생성되면 유해합니다. 전자기 간섭은 이러한 의도하지 않은 전자기 결합의 전형적인 예입니다.
의도적인 전자기 결합은 종종 사람들에게 유익합니다. 무선 전력 전송은 전자기 유도 원리를 기반으로 합니다. 이 원리는 전자기 결합과 관련이 있습니다. 두 개의 회로가 결합되어 자기장을 생성합니다. 소스 회로의 전자기장은 크게 변경됩니다. 이것은 그것과 부하 회로 사이의 전송 가능성을 만듭니다. 전자기 결합 메커니즘의 힘으로 전송할 수 있습니다. 이들의 전원은 소스 회로에서 부하 회로로의 전송을 지원합니다. 전송 중에 전선이나 물리적 접촉이 필요하지 않습니다.
전자기 결합의 장점
전자기 커플링의 중요한 이점은 변압기 동작에서 호출할 수 있다는 것입니다. 1차 권선에 적용된 일부 AC 전압은 변압기에서 교류 자기장을 생성합니다. 이 시점에서 2차 권선이 교류 자기장에 나타납니다. 이 권선은 또한 1차 권선에 자기적으로 결합됩니다. 그런 다음 2차 권선에 전위가 나타납니다. 변압기 애플리케이션에서 전자기 결합의 이점은 많습니다. 전자기 결합을 통해 전기 절연 및 자기 결합을 달성할 수 있습니다.
전자기 커플링은 여러 산업에서 사용할 수 있습니다.
- 자동차 분야. 일반적으로 전기 자동차의 배터리 충전에 사용됩니다.
- 항공 우주 분야. 사람들은 에너지를 움직이는 부품에 전달하는 데 사용할 수 있습니다.
- 가전. 휴대폰과 노트북을 무선으로 충전할 수 있습니다.
- 생의학. 주로 이식 장치에 전원을 공급하는 데 사용됩니다.
- 산업화. 가혹하고 폭발적인 환경을 다루는 효과적인 방법입니다.
의도하지 않은 전자기 결합의 위험
의도하지 않은 전자기 결합은 일반적으로 사람들에게 해를 끼칩니다. 전자기 간섭을 발생시킵니다. 장치와 시스템은 전자기 간섭을 받을 때 취약합니다. 성능이 저하되거나 작동하지 않을 수 있습니다. 예를 들어 미국 역사상 전자기 간섭으로 인한 사고가 있었습니다. 전자기 간섭으로 인해 원자력 발전소가 우발적으로 정지되었습니다.
의도하지 않은 전자기 결합은 특정 상태에 있는 장치의 소스 파일에서 혼선을 일으킬 수 있습니다. 이 상태는 일반적으로 전자파를 전도하거나 방사합니다. 이들은 동일한 회로 또는 인접 회로의 구성 요소를 동시에 간섭할 수 있습니다. 특정 회로에서 이 결합은 RF 회로보다 영향이 적습니다. 이 특정 회로는 주로 DC 회로 및 저주파 회로를 나타냅니다. 고주파에서의 의도하지 않은 전자기 결합은 그 반대입니다. 큰 영향을 미칠 것입니다. 간섭 소스 및 피해 구성 요소는 주변 영역에 전자기 신호를 방출합니다. 전송선을 통해 주변 구성 요소에 원치 않는 전자기 신호를 전달합니다.
전자기 결합 유형
전도성 결합
전도성 결합은 전도성 경로를 통해 간섭을 받는 장비에 전자기 방해를 전달하는 결합 방법입니다. 여기서 전자기 노이즈는 전압 또는 전류의 형태로 존재합니다. 노이즈는 금속 와이어 또는 수동 부품을 통해 간섭을 받는 장비에 연결됩니다. 전도성 결합은 일반적인 간섭 경로 중 하나입니다. 전도 결합은 다음 두 가지 유형의 결합으로 더 나눌 수 있습니다.
직접 전도성 결합은 간섭 장비 유형에 결합된 기본 구성 요소를 통한 직접 간섭 신호입니다. 이러한 기본 구성 요소는 와이어, 금속 몸체, 저항기, 커패시터 또는 변압기일 수 있습니다.
공통 임피던스 전도 결합은 특히 공통 임피던스 전도 결합이 있는 일부 노이즈 소스 및 신호 소스를 나타냅니다. 커플링은 두 회로의 전류가 공통 임피던스를 통해 흐를 때 발생합니다. 접지 불량으로 인해 임피던스에서 한 전류의 전압 강하는 다른 회로에 영향을 미칩니다. 공통 임피던스 결합에는 일반적으로 공통 접지와 전력 임피던스의 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째는 장비의 공통 안전 접지선에 의해 생성된 공통 접지 임피던스를 통해 결합된 전원 공급 장치 잡음입니다. 네트워크의 공통 접지 임피던스를 통해서도 가능합니다. 두 번째는 공통 전원 임피던스에 의해 생성된 전원 공급 장치의 공통 전원 임피던스를 통해 결합된 잡음입니다. 이러한 전원 공급 장치는 AC 및 DC입니다.
용량성 결합
용량 결합은 주로 회로 사이의 정전 용량을 사용하여 에너지를 전달합니다. 커패시턴스를 통해 한 회로에서 다른 회로로 AC 신호를 전송합니다. 커플링 커패시턴스와 전압의 변화도 전자기 간섭에 영향을 미칩니다.
유도 결합
마그네틱 커플링이라고도 합니다. 이 자기장은 간섭원이 두 개의 상호 유도 회로에서 전원으로 존재할 때 변경됩니다. 전류에 의해 생성된 자기장이 자기 결합을 통해 주변 신호와 간섭을 일으키는 경우입니다. 유도 결합은 많은 계측기의 작동 원리입니다. 여기에는 변압기, 금속 탐지기 및 인덕션 쿠커와 같은 기기가 포함됩니다.
방사선 결합
방사 결합은 간섭 소스가 간섭을 받는 장비에 대한 공간 방사의 형태를 통해 간섭이 될 것임을 나타냅니다. 간섭자와 간섭받는 장치는 두 개의 무선 안테나와 같습니다. 간섭을 받는 장비는 간섭 소스에서 방출되는 전자파를 수신합니다. 방해받은 장치는 피해를 입고 정상 작동에 영향을 미칩니다.
다양한 유형의 간섭 소스는 다음과 같습니다.
| 간섭 소스 유형 | 간섭 소스 소스 |
| 무선 주파수 방출 | 무선 통신 시스템(라디오, TV, 무선 전화)레이더 |
| 전자 장비 | 고출력 산업기기(유도로, 용접기) 사무기기(컴퓨터, 복사기) 방전등(네온, 형광등) 전기기계부품(릴레이, 접촉기) |
| 전원 시스템 | 전송 및 배전 시스템전기 운송 시스템 |
| 다른 | 번개정전기 방전(ESD)전자기 핵 펄스(EMNP) |
유도 결합과 전자기 결합의 차이점은 무엇입니까?
유도 결합은 변화하는 자기장이 근처 도체에 전류를 유도할 때 발생하는 일종의 전자기 결합입니다. 즉, 유도 결합은 자기장을 통해 두 물체 사이에 에너지 또는 정보를 전달하는 것을 포함합니다. 반면 전자기 결합은 전기장과 자기장을 통해 두 물체 사이에 에너지나 정보가 전달되는 것을 말합니다. 유도 결합은 특정 유형의 전자기 결합이지만 전자기 결합은 용량 결합 및 전자기 복사와 같은 다른 메커니즘을 통해서도 발생할 수 있습니다. 요약하면, 유도 결합은 특히 자기장을 통한 에너지 또는 정보 전달과 관련된 전자기 결합의 하위 집합입니다.
무선 전력 전송에 사용할 수 있는 전자기 결합의 종류
무선 전력 전송에는 많은 유형의 셀 결합이 사용될 수 있습니다. 여기서는 근거리 및 원거리 무선 전력 전송의 두 가지 유형에 중점을 둡니다. 그리고 그들이 사용할 전자기 결합 메커니즘.
근거리 무선 전력 전송
대부분의 사람들은 근거리 무선 전력 전송을 비방사 전력 전송이라고 합니다. 전력 전송을 위한 근거리 전자기 결합은 일반적으로 단거리에서만 발생합니다. 전자기 결합은 이 전송 환경에서 유도성 또는 용량성일 수 있습니다. 유도 결합 시변 자기장은 유도 코일에서 무선 전력 전송을 발생시킵니다. 용량성 결합은 시간에 따라 변하는 전기장을 가지고 있습니다. 시변 전기장은 금속 전극 사이의 무선 전력 전송에 적용할 수 있습니다.
근거리 무선 전력 전송에서 유도 결합을 사용하는 다른 이름이 있습니다. 사람들은 종종 이를 유도 결합 무선 전력 전송이라고 부릅니다. 유도 코일은 유도 결합 무선 전력 전송에서 전력을 보내는 데 사용됩니다. 코일은 전원과 부하 회로 사이에 전력을 보냅니다. 그리고 두 개의 코일이 그들을 보냅니다. 이 두 코일은 송신기 코일과 수신기 코일입니다. 이 코일 사이에는 자기 결합이 있습니다. 이를 통해 송신기 코일의 시변 자기장이 수신기의 전압을 감지할 수 있습니다. 코일 사이의 결합 계수도 전력 전달 효율에 영향을 미칩니다. 긴밀한 결합은 느슨하게 결합된 유도 코일보다 전력 전송을 더 빠르고 효율적으로 만듭니다.
용량성 결합 무선 전력 전송의 핵심 매개변수는 결합 커패시턴스입니다. 용량 결합 무선 전력 전송은 전력 전송을 위한 두 개의 금속 전극을 허용합니다. 송신기 전극의 시변 전기장은 수신기 전극에도 전압을 유도합니다.
원거리 무선 전력 전송
원거리 무선 전력 전송은 주로 전자기 방사선을 사용합니다. 전자기 방사는 더 먼 거리에서 수신기에 결합됩니다. 이 원거리 전자기 결합은 강력한 빔 또는 방사 기술로 알려져 있습니다.
전자기 커플 링의 응용 프로그램은 무엇입니까?
전자기 결합은 특히 통신 및 데이터 전송 분야에서 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. MRI 기계, 위성, 휴대폰, 전기 모터 및 발전기와 같은 의료 기기에 일반적으로 사용됩니다. 또한 소비자 전자 장치, 가전 제품 및 소비자 웨어러블과 같은 저전력 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다.
전자파 결합은 사람에게 매우 중요한 존재입니다. 사람들이 무선 전력 전송을 더 잘 활용할 수 있도록 도와줍니다. 그러나 의도하지 않은 전자기 결합은 많은 장치 및 시스템의 정상적인 작동에 간섭을 일으킬 수 있습니다. 이 문서를 알고 있으면 회사에서 커플링을 완화하거나 차폐할 계획을 세우는 데 도움이 됩니다.
전자기 결합에 대한 일반 Q&A
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전자기 결합이란 무엇입니까?
전자기 결합은 전기장과 자기장을 통해 둘 이상의 물체 간에 에너지 또는 정보를 전달합니다. 가까운 물체 사이 또는 멀리 있는 물체 사이에서 발생할 수 있습니다.
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전자기 결합은 어떻게 작동합니까?
전자기 결합은 전기장과 자기장의 상호 작용을 통해 작동합니다. 전하를 띤 입자가 움직일 때 자기장을 생성합니다. 자기장이 변하면 전기장이 생성됩니다. 이러한 필드는 전하를 가지고 있거나 전하를 가질 수 있는 다른 물체와 상호 작용하여 에너지 또는 정보를 전송할 수 있습니다.
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전자기 결합과 전자기 유도의 차이점은 무엇입니까?
전자기 결합과 전자기 유도는 밀접하게 관련되어 있지만 다른 개념입니다. 전자기 결합은 전기장과 자기장을 통해 두 물체 간에 에너지 또는 정보를 전달하는 것을 말합니다. 대조적으로, 전자기 유도는 구체적으로 변화하는 자기장에 의해 도체에 기전력을 발생시키는 것을 말합니다.
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전자기 결합은 어떻게 측정할 수 있습니까?
전자기 결합은 오실로스코프, 스펙트럼 분석기 및 근거리 프로브를 사용하여 측정할 수 있습니다. 이러한 장비는 전자기장의 강도, 주파수 및 방향을 감지하고 분석할 수 있습니다.
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전자기 결합은 전자 장치 및 시스템에 어떤 영향을 줍니까?
전자기 결합은 간섭, 노이즈 또는 기타 원치 않는 효과를 유발하여 전자 장치 및 시스템에 영향을 줄 수 있습니다. 이로 인해 오류, 오작동 또는 전자 장치 및 시스템 성능 저하가 발생할 수 있습니다. 적절한 설계 및 차폐는 전자 장치 및 시스템에 대한 전자기 결합의 영향을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
