SCIENCE 3D | 금속 탐지기

무슨 일이 일어났나

금속 탐지기의 코일에 교류를 흘리면 둘레 자기장이 계속 바뀝니다. 자기장이 변하면 도체에 전류가 유도되므로(MagLab), 그 자기장 안에 금속이 있으면 금속 속에 맴돌이 전류가 생깁니다.

맴돌이 전류는 제 자기장을 만들어 탐지기 코일의 신호를 흐트러뜨리고, 탐지기는 그 변화를 소리로 알려 줍니다. 시뮬레이터에서 반지름 2 cm · 두께 1 mm 금속판은 1 kHz · 1 mT 자기장 속에서 맴돌이 전류로 37.2 mW 를 빨아들이지만, 전기 전도도가 0 인 물질은 0 W 입니다.

진동수를 2 kHz 로 두 배 하면 금속이 빨아들이는 전력은 149 mW 로 네 배, 전도도를 절반으로 하면 18.6 mW 로 절반입니다. 금속의 종류 · 크기에 따라 신호가 달라지는 까닭입니다.

Science Museum 에는 1879 년 데이비드 에드워드 휴스의 유도 저울(induction balance) 실험 모형이 있습니다. 옛 수술용 «전화 탐침» 은 금속에 닿으면 수화기에서 딸깍 소리가 나는, 닿는 방식이었습니다.

💡 생활 속 예시

공항 보안 검색대 문을 지날 때 주머니 속 동전 · 열쇠 때문에 «삐» 소리가 나는 것도 이 원리입니다.
주방 인덕션 레인지가 금속 냄비는 데우지만 유리 그릇은 못 데우는 것도, 바뀌는 자기장이 전기가 통하는 냄비 속에만 맴돌이 전류를 만들기 때문입니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

보내는 코일 — 교류로 바뀌는 자기장을 만들어 바닥 · 몸 쪽으로 내보냅니다.
받는 코일(또는 같은 코일) — 금속 속 맴돌이 전류가 만든 자기장 때문에 생긴 작은 변화를 느낍니다.
신호 회로 — 평소와 달라진 신호를 골라 키웁니다.
스피커 · 표시등 — 금속이 있으면 소리나 불빛으로 알려 줍니다.

보내는 코일에 교류를 흘려 바뀌는 자기장을 만듭니다.
금속이 다가오면 그 속에 맴돌이 전류가 유도됩니다.
맴돌이 전류가 만든 자기장이 받는 코일의 신호를 바꿉니다.
신호 회로가 그 변화를 알아채 «삐» 소리를 냅니다.

확인된 값

데이비드 에드워드 휴스의 유도 저울(induction balance) 실험 모형이 만들어진 해 (Science Museum 소장): 1879 출처
맴돌이 전류 — 금속 도체가 자기장 속에서 움직일 때 유도된다: eddy currents 출처
자기장이 변하면 도선에 전류가 유도된다: changing field induces current 출처
옛 수술용 전화 탐침 — 몸속 총알 · 금속 조각을 찾음 (닿는 방식, 유도 방식과 다름): telephone probe 출처
탐침이 금속에 닿으면 수화기에서 딸깍 소리가 남 (1912~1916, 런던): clicking sound 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 물리학 · 전기와 자기 [12물리02-06]

출처

https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/objects/co6639/experimental-model-of-induction-balance(확인 2026-11-12)
https://nationalmaglab.org/magnet-academy/watch-play/interactive-tutorials/foucault-s-disk/(확인 2026-11-12)
https://nationalmaglab.org/magnet-academy/watch-play/interactive-tutorials/ignition-coil/(확인 2026-11-12)
https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/objects/co8927648/mackenzie-davidson-telephone-bullet-detector(확인 2026-11-12)

금속 탐지기