헨리
SI 유도 단위 · 양: 인덕턴스
01 · 정의
헨리는 초당 일 암페어의 속도로 변하는 전류가 일 볼트의 전압을 유도하는 회로의 인덕턴스다. 같은 값의 다른 정의: 일 암페어의 전류가 일 웨버의 쇄교 자속을 만드는 인덕턴스.
인덕턴스는 전류의 관성이다. 질량이 속도의 변화에 버티듯 인덕턴스는 전류의 변화에 버틴다: 단번에 달리게 할 수도, 멈출 수도 없다. 스위치의 불꽃이 여기서 온다 — 끊는 그 순간 전류는 잠깐 더 공기를 타고 이어진다.
코일이 든 회로를 끊어 보라 — 전류는 공기를 타고 이어 가려 하고, 접점에서는 아크가 튄다. 그래서 어느 릴레이 옆에도, 어느 모터 옆에도 환류 다이오드가 앉아 있다: 전류가 스스로에게 닫혀 불꽃 없이 꺼지게 해 주는 것이다.
감은 수를 두 배로 하면 인덕턴스는 네 배가 된다: 감은 것들이 자속을 만들면서 동시에 그 자속과 쇄교하기 때문이다. 페라이트나 강철 코어는 거기에 다시 천 배를 얹지만 포화까지만이다 — 그 너머로는 인덕턴스가 빈 코일의 값으로 되돌아 떨어진다.
02 · 환산
인덕턴스를 넣으면 자료표가 단위별로 풀어 준다
실제 부품은 마이크로와 밀리헨리에 산다. CGSM 계에서 인덕턴스는 CGSE의 용량처럼 길이의 차원을 가졌다: 앱헨리를 그냥 센티미터라고 불렀다. 코일을 센티미터로 말하는 옛 기술자들의 버릇이 여기서 온다 — 크기 이야기가 아니라 인덕턴스 이야기다.
축전기와 짝을 이루면 인덕턴스가 공진 회로의 주파수를 정한다 — 한 세기 동안 라디오를 방송국에 맞춰 온 바로 그 회로다. 돌리던 것은 축전기였다: 가변 용량이 가변 인덕턴스보다 만들기 쉽다.
| 단위 | 이름 | 값 | 어디서 만나는가 |
|---|---|---|---|
| H | 헨리, SI 단위 | 1 | 헨리, SI 단위 |
| mH | 밀리헨리 | 1000 | 밀리헨리 |
| µH | 마이크로헨리 | 1000000 | 마이크로헨리 |
| nH | 나노헨리 | 1000000000 | 나노헨리 |
| pH | 피코헨리 | 1000000000000 | 피코헨리 |
| Wb/A | 암페어당 웨버 — 똑같은 것 | 1 | 암페어당 웨버 — 똑같은 것 |
| V·s/A | 암페어당 볼트초 | 1 | 암페어당 볼트초 |
| Ω·s | 옴초: 이름이 정해지기 전의 실무 표기 | 1 | 옴초: 이름이 정해지기 전의 실무 표기 |
| abH | 앱헨리, CGSM: 인덕턴스의 센티미터라고도 한다 | 1000000000 | 앱헨리, CGSM: 인덕턴스의 센티미터라고도 한다 |
| stH | 스탯헨리, CGSE | 0 | 스탯헨리, CGSE |
두 번째 식은 웨버를 통한 정의다: 일 헨리는 암페어당 일 웨버. 세 번째는 권선의 자기장에 저장된 에너지다.
03 · 크기의 차수
기판의 배선에서 에너지 저장고까지밀리헨리: 릴레이 권선, 결합 변압기
04 · 측정 기기
인덕턴스를 무엇으로 재는가
사인파를 걸고 위상차로 임피던스의 무효분을 유효분에서 갈라낸다. 결과는 주파수와 바이어스 전류에 달렸다: 페라이트 코일은 일 킬로헤르츠와 일 메가헤르츠에서 다르게 측정되므로, 측정 조건을 값과 함께 적는다.
모르는 인덕턴스를 표준 축전기와 저항으로 균형 잡는다: 코일을 다른 코일이 아니라, 더 정확히 만들 수 있는 용량과 견주는 것이다. 불확도는 백분의 몇 퍼센트, 고전적인 실험실 방법이다.
코일을 아는 축전기와 이어 붙이고 회로가 울리는 주파수를 찾는다. 인덕턴스는 톰슨의 식에서 나온다 — 발진기와 오실로스코프만 있으면 되는, 가장 손쉬운 방법이자 나노헨리에는 유일하게 쓸 만한 방법이다.
녹인 석영 원통에 한 층만 감은 권선, 치수는 마이크로미터까지 재어 두었다: 그 인덕턴스는 형상과 자기 상수로 계산되며 아예 측정하지 않는다. 양자 표준으로 넘어가기 전, 단위는 바로 이렇게 정해져 있었다.
05 · 표기 규칙
대문자 H — 「헨리들」이 아니다
대문자 H는 단위를, 소문자 h는 SI 밖에 있는 시간을 뜻한다. 이름은 성에서 왔지만 본문에서는 작게 쓴다. 같은 공식에서 기울인 L 옆의 H는 헷갈릴 수 없다: 양은 기울여 짜고 단위는 곧게 짜기 때문이다.
양의 기호는 기울인 L, 단위의 기호는 곧은 H이다. 러시아어 기호는 Гн. 대문자 H는 공식에서 이미 자기장 세기가 차지하고 있어, 같은 줄에서는 글꼴로 가른다: 양은 기울고 단위는 곧게 선다.
06 · 이웃 단위
헨리는 패럿의 뒷면이다: 한 양은 전류의 변화에, 다른 양은 전압의 변화에 버틴다. 둘이 함께면 회로의 주파수를 정하고, 따로면 맥동을 고른다 — 코일은 전류가 가는 길에, 축전기는 그 길을 가로질러.
두 권선의 상호 인덕턴스는 M으로 적고 같은 헨리로 잰다. 변압기에서는 자기 인덕턴스들의 곱보다 작다: 그 차이가 바로 두 번째 권선을 비껴간 자속의 몫이다.
한 암페어당 자속
인덕턴스
회로의 짝 되는 양
Simetrium의 자료표 가운데 헨리와 이웃한 것은 웨버 와 암페어 정의로부터, 패럿 진동 회로의 짝이 되는 양으로, 옴 시상수에서 온 것과 헤르츠 — 공진 주파수는 이것으로 나타낸다.
헨리는 자기 가족을 닫는다: 웨버를 암페어로 나눈 것. 옴과 함께면 초를, 패럿과 함께면 공진 주파수를 준다. 인덕턴스와 용량은 거울상이다: 하나는 전류의 변화에, 다른 하나는 전압의 변화에 버틴다.
07 · 역사 부문
두 번째로 발표된 발견
조지프 헨리는 쇠 아치를 절연된 선으로 감았다 — 절연은 아내의 드레스에서 사들인 비단 리본으로 만들었다 — 그리고 일 톤을 버티는 자석을 얻었다. 올버니의 학교 교사는 뒷날 스미스소니언 협회의 첫 간사가 되었다.
1832년 조지프 헨리는 전자석이 든 회로를 끊을 때 불꽃을 보고, 코일이 스스로에게 전압을 유도한다는 것을 깨달았다. 그는 이 현상을 패러데이보다 먼저 실험 노트에 적었으나 발표는 뒤에 했다 — 그래서 유도의 선취권은 영국인에게 남았다.
시카고의 국제 전기 기술자 회의는 인덕턴스의 단위에 헨리라는 이름을 주었다 — 다른 몇 가지 실용 단위와 함께. 그때 그는 죽은 지 열다섯 해였고, 이름은 선취권 다툼에서는 졌으나 동료들의 존경은 잃지 않은 사람에게 갔다.
인덕턴스 단위의 첫 이름은 사분원이었다: 천만 미터, 지구 자오선의 사분의 일. 옴과 볼트를 받아들인 바로 그 회의에서 헨리가 그 자리를 대신했다.
제9차 총회는 웨버와 테슬라와 함께 헨리를 실용 단위 체계에 넣었다. 나노헨리와 같은 CGSM 계의 「인덕턴스의 센티미터」는 그 뒤로도 이십 년쯤 편람에 남았다.
재는 것이 아니라 셈하는 단위
2019년까지 헨리는 계산으로 구현했다. 자기 상수가 정확히 고정되어 있었고 — 사 파이 곱하기 십의 마이너스 칠제곱 헨리 매 미터 — 단층 권선의 인덕턴스는 그 형상만으로 나왔다. 재정의 뒤로는 상수를 재고, 표준은 대신 양자 홀 효과에 놓였다.
자기 상수 µ₀ = 1.256 637·10⁻⁶ H/m는 미터당 헨리다: 빈 공간의 인덕턴스. 2019년까지는 정확한 수 4π·10⁻⁷였다. 지금은 재고 있으며, 끝자리들은 아직 더 다듬어지고 있다.
목록 · 측정 단위
양마다 하나의 자료표
SI 기본 단위 일곱, 고유한 이름을 가진 유도 단위 스물둘, 그리고 기술에도 일상에도 없어서는 안 되는 SI 밖의 단위들. 저마다 한 장씩: 정의, 환산, 기기, 표기 규칙. 36개 언어로.
고유한 이름을 가진 SI 유도 단위
헨리 자료표가 열려 있음SI 기본 단위
테라코타색은 헨리를 이루는 네 단위다른 표기에서의 인덕턴스
자료표 언어
36 언어. 기호 H는 국제적이지만 도면에 값을 적는 방식은 다르다: 100µ와 100uH와 0.1mH가 같은 것을 가리키며, 번역할 때 자료표가 그것들을 하나의 꼴로 모은다.