플레밍의 오른손법칙도 있다

코일을 관통하는 자력선이 변화하면 유도기전력이 발생해서 유도전류가 흐른다.

자계 H속에 놓인 U자형 도선 위에 길이 ℓ의 도체 막대를 양끝을 접속시키고 자계의 방향에 직각으로 속도 v로 움직인다고 가정할 경우, 하나의 폐회로(閉回路)로 되어있는 PQRS에 도선이 진행하면 폐회로 내부의 자력선 수가 변화하므로 패러데이의 전자유도 법칙에 의해 폐회로는 유도기전력이 발생한다.

유도기전력의 크기는 이 폐회로를 관통하는 자력선의 변화 속도에 비례하게 된다. 따라서 회로에 발생하는 유도기전력의 크기 V는 자계의 세기 H, 도선의 길이 ℓ, 도선의 속도 v에 비례하게 된다. 즉, VαHℓv(α는 비례표시 기호)로 표시된다.

이때 유도기전력은 렌쯔의 법칙에서 회로를 관통하는 자력선의 증가를 방해하는 방향 즉 Q→R→S→P의 방향으로 유도전류를 흘리는 것처럼 발생한다. 이 유도전류의 방향을 아는데 편리한 플레밍의 오른손 법칙이라는 것이 있다. 이것은 전자력의 방향을 결정하는 ‘플레밍의 왼손 법칙’과 혼동하기 쉬우므로 각별히 주의해서 기억해 둘 필요가 있다. 이 두 가지는 왼손과 오른손의 차이 뿐이며 각 손가락이 가리키는 것은 같다. 

자계 속을 움직이는 도선에 유도전류가 발생하는 현상을 응용한 것이 ‘발전기’이다.

자계 속에 있는 전기자(회전자) 코일을 화살표 방향으로 회전시키면 코일에 유도전류가 흐른다. 코일면이 연직면(鉛直面)과 평행이 되는 전후에서는 코일에 발생하는 유도 전류의 방향이 반대가 된다. 그래서 직류 모터의 경우처럼 정류자(整流子)를 붙이면, 항상 같은 방향의 전류가 흐르게 되는 것이다. 

발전기·변압기는 이렇게 해서 생겨났다

전류에 의해서 자계가 얻어진다면 반대로 자계에서 전류를 얻을 수도 있지 않을까. 

이런 생각을 바탕으로 끈기 있게 실험을 계속한 사람들이 있는데, 영국의 패러데이, 러시아의 렌쯔, 미국의 헨리 같은 과학자들이 대표적인 인물이다. 

그래서 전자유도(電磁誘導)란 중요한 현상이 이 세 사람에 의해 거의 같은 시기에 각각 독립적으로 발견되었는데, 그 중에서도 1831년에 발표한 패러데이가 가장 빨랐기 때문에 결국은 그의 업적이 되고 말았다.

코일의 양끝에 검류계를 연결하고 자석을 코일에 가까이 했다 멀리 했다 하면 검류계의 바늘이 흔들린다. 즉 전기가 흐르고 있는 것이다. 

전류의 크기는 자석을 움직이는 속도가 빠를수록 크고, 전류의 방향은 가까이 할 때와 멀리 할 때 반대가 되며, 또 N극과 S극에서도 반대가 된다. 이러한 현상은 자석을 그대로 둔 채 코일 쪽을 움직여도 마찬가지이다. 

자석 대신 코일로 대체할 경우, 스위치를 달아 이 코일에 전류를 넣거나 끊거나 하면, 본래의 코일에도 그 순간만 전류가 흐른다. 그 전류의 방향은 다른 코일에서 전류를 넣을 때와 끊을 때에 반대가 된다. 이처럼 자계의 변화에 의해 도체에 기전력(起電力)이 발생하는 현상을 전자유도라고 하며 이 기전력을 유도기전력(誘導起電力), 흐르는 전류를 유도전류라고 한다.

유도기전력의 크기에 관해 패러데이는 ‘유도기전력은 코일을 관통하는 자력선이 변화하는 속도에 비례한다’는 사실을 알아냈다. 이것을 패러데이의 전자유도의 법칙이라고 한다. 언뜻 보기에는 간단한 것 같지만, 매우 중요한 현상을 나타내는 대법칙으로 이 법칙이 근거가 되어 발전기나 변압기도 발명할 수 있었던 것이다.

한편 유도기전력의 방향에 대해서는 렌쯔가 ‘유도기전력은 유도전류가 만드는 자계가 원래의 자계의 변화를  방해하는 방향으로 발생한다’는 법칙을 밝혀냈다. 이것을 렌쯔의 법칙이라고 한다. 이 법칙에 의해서 코일에 흐르는 유도전류의 방향을 알 수 있게 되었던 것이다.