SCIENCE 3D | 발전기

무슨 일이 일어났나

발전기는 자석과 코일 가운데 하나를 돌려 코일을 지나는 자기장을 계속 바꾸고, 그때 생기는 유도 전압으로 전기를 만듭니다.

EIA 에 따르면 미국과 세계 전기의 대부분은 증기 · 물 · 바람이 터빈 날개를 밀어 발전기 회전축을 돌리는 발전소에서 나오고, 2022 년 미국 전기의 약 42 % 는 증기 터빈 발전이었습니다.

코일이 한 바퀴 돌 때 전압은 한 번 오르내리며 방향이 바뀌므로, 1 초에 60 바퀴 돌면 60 Hz 교류가 나옵니다. 시뮬레이터에서 100 바퀴 코일(넓이 0.01 m² · 자기장 0.5 T)을 377 rad/s(1 초에 60 바퀴)로 돌리면 가장 큰 기전력은 188 V 입니다.

패러데이는 1831 년 10 월 무명으로 감싼 코일과 막대자석으로 발전기를 만들었고(왕립연구소), 1832 년 이폴리트 픽시는 자석을 돌려 교류를 내는 기계를 만들었습니다(MagLab).

📸 진짜 모습

NASA 루이스 연구 센터가 설계해 미국 노스캐롤라이나주 분에 세운 Mod-1 풍력 발전기의 모습입니다.
출처: NASA/GRC · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

댐 아래 수력 발전소는 떨어지는 물의 힘으로 터빈을 돌려 발전기를 움직입니다.
캠핑용 손잡이 라디오는 손으로 돌리는 작은 발전기로 속의 배터리를 채웁니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

자석(계자) — 돌아가는 코일이 지나갈 자기장을 만듭니다.
코일(전기자) — 자기장 속에서 돌며 유도 전압이 생기는, 여러 번 감은 전선입니다.
터빈과 회전축 — 증기 · 물 · 바람이 날개를 밀어 발전기 축을 돌립니다(EIA).
미끄럼 고리와 솔 — 돌아가는 코일의 전기를 멈춰 있는 바깥 전선으로 넘겨 줍니다.

물을 끓여 만든 증기나 흐르는 물 · 바람이 터빈 날개를 밉니다.
터빈과 이어진 축이 돌며 자석과 코일이 서로 엇갈려 돕니다.
코일을 지나는 자기장이 커졌다 작아졌다 하며 코일 양끝에 전압이 생깁니다.
반 바퀴마다 전압 방향이 바뀌어 교류가 되고, 변압기를 거쳐 송전선으로 나갑니다.

확인된 값

전자기 유도를 처음 밝힌 해 — 마이클 패러데이(Michael Faraday): 1831 출처
패러데이가 만든 발전기(코일을 감은 관 + 막대자석) — 왕립연구소, 1831 년 10 월: 1831-10 출처
패러데이 발전기의 부품 — 무명으로 감싼 코일과 막대자석: coil of wire + bar magnet 출처
교류를 내는 작은 발전기(픽시 기계)를 만든 해 — 이폴리트 픽시(Hippolyte Pixii), 파리: 1832 출처
미국 · 세계 전기 대부분은 터빈이 돌리는 발전기에서 나온다: turbine-driven generators 출처
증기 · 물 · 바람이 날개를 밀어 발전기 회전축을 돌린다: fluid spins the rotor shaft 출처
미국 전기 가운데 증기 터빈 발전의 몫 (2022): 42 % 출처
우리나라 전력 계통 주파수 (평상시 ±0.2 Hz 안으로 유지): 60 Hz 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 통합과학2 · 환경과 에너지 [10통과2-02-05]
일본 · 高等学校物理基礎 (2) 様々な物理現象とエネルギーの利用

출처

https://www.eia.gov/energyexplained/electricity/how-electricity-is-generated.php(확인 2026-11-12)
https://www.rigb.org/explore-science/explore/collection/michael-faradays-generator(확인 2026-11-12)
https://nationalmaglab.org/magnet-academy/watch-play/interactive-tutorials/pixii-machine/(확인 2026-11-12)
https://www.law.go.kr/LSW/flDownload.do?flSeq=163501357(확인 2026-11-12)

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