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2021년 10월 18일 (월) 15:00 판
고정자(固定子)는 발전기 또는 전동기에서 고정되어 있는 부분을 가리킨다.
개요
고정자는 회전자(回轉子) 주위에 고정시킴으로써 회전자계를 형성하며, 유도전류를 형성할 때 유도자기장의 변화를 받는 부분, 즉 멈추어 있는 부분을 생각하면 이해하기 쉬우며 기전력을 높이기 위해서 고정자 철심에 권선을 감아두어 코일을 형성하는 경우가 대부분이다. 공학 용어로는 고정자 철심과 권선, 지지하는 프레임 등을 통칭하기도 한다.[1] 외부에서 전기를 받아 역학적 일(work)을 하는 전동기, 그리고 역학적 일을 받아 전기를 생산하는 발전기에서의 역학적 운동은 대부분 회전운동이다. 따라서 이 장치들에서는 회전하는 부분과 고정된 부분이 필연적으로 존재하는데, 회전하는 부분을 회전자, 고정된 부분을 고정자라고 한다. 전동기나 역학적 발전기는 자기력을 이용하기 때문에, 자기장을 제공하는 자석과 전자가 자유롭게 이동할 수 있는 도체판 또는 도선이 필수적이다. 전동기나 발전기의 세부 방식에 따라 자석이 회전자, 도선이 고정자가 되기도 하고, 반대로 자석이 고정자, 도선이 회전자가 되기도 한다.[2]
전동기에서 고정자의 예
오른쪽 그림은 교류전동기의 개략도를 나타냈다. 자석 또는 전자석이 내는 자기장 하에, 석쇠 모양으로 감긴 고리 혹은 코일이 자기장 방향에 수직 방향을 회전축으로 회전한다. 외부기전력에 의해 코일에 전류가 흐르면, 코일 안의 자유전자가 로런츠힘을 받아 코일을 돌리게 된다. 이 돌림힘에 의해 전동기가 일을 하게 된다. 코일이 회전하더라도 외부 회로와 전기적으로 연결되도록, 코일의 양 끝이 각각 서로 다른 미끄럼고리(slip ring)에 닿아 있다. 이 경우, 자석이 고정자, 도선이 회전자이다. 실제 교류전동기에서는, 회전자가 장치의 안쪽에 있고, 고정자가 바깥쪽에 있기 마련인데, 자석이 안쪽에 있어 회전자이며 코일은 바깥쪽에 있어 고정자인 형태도 있고, 반대로 코일이 안쪽에 있어 회전자, 자석이 바깥쪽에 있어 고정자인 형태도 있다. ~[코일]에 흐르는 교류로는 단상교류 또는 삼상교류를 쓴다. 그리고 자석은 영구자석 또는 전자석이다.
