고전압/고전류 발생기

1000A 고전류 발생기

다음 동영상에서 간단한 장치를 사용하여 1000A 이상의 고전류를 발생 시킨다.

 

위 동영상의 장치는 트랜스포머 (Transformer)의 원리를 이용한 것이다. 다음 그림과 같은 트랜스포머의 입력 전압과 출력 전압은 트랜스포머의 코일 턴수에 비례하고 전류는 턴수에 반비례한다.

 

입력의 코일 턴수 N₁을 크게하고 출력 코일 턴수 N₂를 작게하면 출력 전압은 감소하지만 출력 전류는 증가한다. 동영상과 같이 입력 코일은 수백 턴 감고 출력 코일은 4턴 감는다면 전류를 100배 이상 증가 시킬 수 있다.

 

전류는 증가하지만 전압은 턴수에 비례하여 감소하게 된다. 동영상에서 출력 전압이 1.697V이므로 콘센트 전압이 영국이 사용하는240V라면 턴수 비는 142배이고 입력측 코일이 568턴 감긴 것으로 추정할 수 있다.

 

전류는 높지만 전압이 낮기 때문에 인체에 위험하지 않다. 하지만, 코일을 반대로 연결하면 수만 볼트의 고전압이 발생하기 때문에 매우 위험하다.

 

고전압 발생기 회로

트랜스의 2차측에서 피드백 된 신호가 MOSFET의 게이트에 입력되어 고주파 오실레이터 회로를 구성되고 OUT 출력단에 고압 전압이 발생한다.

■ 트랜스 입력 주파수를 높이는 이유

트랜스 1차측 턴수가 작기 때문에 트랜스에 입력되는 주파수가 낮으면 매우 큰 전류가 흐르게 된다. 전류를 낮추기 위해서는 1차과 2차 턴수를 모두 높이면 되지만 트랜스가 매우 커지는 문제가 있다. 그래서, 트랜수 크기를 낮추면서 전류도 낮추기 위해 입력 주파수를 높인다. 주파수가 높으면 리액턴스가 증가하여 전류가 낮아진다.

 

전압 증폭 회로 (Voltage Multiplier)

다음 그림과 같은 전압 증폭 회로는 고압 DC 전압을 출력한다. 과거 브라운관 TV나 입자 가속기 등에서 사용하였다.