렌츠의 법칙 - 낙하지연

* 맴돌이 전류를 이용한 낙하지연 동영상입니다.

 

도선주위의 자기장이 변하면 도선에는 자기장의 변화를 방해하는 방향으로 유도 전류가 흐르게 된다(렌쯔의 법칙). 도체판(구리관)을 무수히 많은 도선의 모임으로 생각할 때, 도체판 가까이에서 자석을 움직이면 도체판에도 유도 전류가 생겨 흐르게 된다.

이 때 유도된 전류에 자석의 운동을 방해를 받게 된다. 그래서 구리관 속의 자석은 자유낙하에 비해 매우 느리게 낙하하게 된다. 이러한 원리를 이용한 것이 자이로드롭의 제동장치이다.

--> 자이로드롭의 제동원리 : 자이로드롭을 멈추는 데에는 기계적인 장치가 사용되지 않는다. 계속적으로 제동을 해야 하는 시스템에서 고장이 일어난다면 사고를 피할 수 없기 때문이다. 그럼 어떤 방법으로 멈추게 하는 것일까?

자이로드롭은 의자 뒤쪽의 자석과 타워 내부의 금속 사이의 반응으로 멈추게 된다. 맴돌이 전류 또는 와전류라고 하며 발견자의 이름을 따서 푸코전류라고도 하는 이 현상은 도체 내부를 지나는 자기장의 크기가 변화하면 발생하게 되는데 이 때 만들어지는 자기장은 자석의 진행방향에 대해 같은 극성을 띠게 되어 움직임을 제어하게 된다.

이 방법은 기계적인 마모나 소음에 대해 걱정할 필요가 없으며 전기적으로 제어하기 쉽기 때문에 놀이기구에 적합한 제동 방식이다.