교통카드 (RFID · NFC)

Transit card (RFID and NFC)

교통카드에는 전지가 없는데, 단말기에 대기만 하면 어떻게 «삑» 하고 찍힐까요?

무슨 일이 일어났나

교통카드 RFID 는 태그(카드)와 읽개(단말기) 두 부분으로 된 무선 장치입니다. 읽개의 안테나가 전파를 내보내고 카드가 돌려보낸 신호를 받습니다(미국 식품의약국).

수동형 태그인 카드는 전지가 없고 읽개가 주는 에너지로 움직입니다. 읽개 코일의 바뀌는 자기장이 카드 속 코일에 전압을 일으키는 것입니다(전자기 유도).

시뮬레이터는 두 코일의 결합 정도(k)로 카드와 단말기 사이 거리를 흉내 냅니다. 바짝 대면(k = 0.99) 카드 쪽 가장 큰 전압이 5.72 V, 조금 떨어지면(k = 0.5) 1.01 V, 멀면(k = 0.1) 158 mV 로 뚝 떨어집니다.

그래서 카드를 단말기에 가까이 대야 칩이 깨어날 만큼 전기를 받고 답을 보낼 수 있습니다. 시뮬레이터는 60 Hz 로 느리게 두었지만 원리는 같습니다.

💡 생활 속 예시

지갑 속 카드를 꺼내지 않고 지갑째 대도 찍히는 것은 가죽이나 천이 자기장을 거의 막지 않기 때문입니다.
카드 두 장을 겹쳐 대면 «카드를 한 장만 대 주세요» 소리가 나는데, 단말기가 두 칩의 답을 한꺼번에 받았기 때문입니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

단말기 코일(안테나) — 바뀌는 자기장 · 전파를 내보내고 카드의 답을 받습니다.
카드 속 코일 — 단말기의 바뀌는 자기장에서 전압을 얻습니다.
카드 칩 — 받은 전기로 깨어나 카드 번호와 잔액 자료를 주고받습니다.
단말기 회로 · 서버 — 받은 자료로 요금을 셈하고 기록합니다.

단말기는 늘 코일로 바뀌는 자기장을 내보내며 카드를 기다립니다.
카드가 가까이 오면 카드 코일에 전압이 생겨 칩이 켜집니다.
칩이 자기 정보를 신호로 돌려보내고, 단말기가 이를 읽습니다.
요금 처리가 끝나면 단말기가 «삑» 소리를 내고, 카드가 멀어지면 칩은 다시 꺼집니다.

확인된 값

RFID 는 태그와 읽개(리더) 두 부분으로 된 무선 장치다: tags and readers 출처
읽개의 안테나가 전파를 내보내고 태그가 돌려보낸 신호를 받는다: radio waves 출처
수동형 RFID 태그는 전지가 없고 읽개가 주는 에너지로 움직인다: powered by the reader 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 물리학 · 전기와 자기 [12물리02-06]

출처

https://www.fda.gov/radiation-emitting-products/electromagnetic-compatibility-emc/radio-frequency-identification-rfid(확인 2026-11-12)

이어서 보기

전자기 유도 (패러데이 법칙 · 렌츠 법칙)

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