모든 전동 기기의 심장인 모터의 핵심 기능은 한 문장으로 정의할 수 있습니다. 바로 **"자기력(magnetic force)을 이용해 회전력(토크, torque)을 만드는 장치"**입니다. 장난감 자동차부터 거대한 산업용 기계, 그리고 최첨단 전기차에 이르기까지, 회전이 필요한 모든 곳에는 모터가 있습니다.
이 글의 목표는 모터의 가장 근본적인 작동 원리를 이해하는 것입니다. 모터를 움직이는 핵심 힘인 '자기력'과 이를 '회전'으로 바꾸는 '토크'의 개념을 명확히 파악하고, 이를 바탕으로 가장 대표적인 모터들의 핵심적인 차이점을 구별할 수 있도록 안내하겠습니다.
모터를 움직이는 가장 근본적인 힘은 바로 자기력입니다. 자기력은 전류가 흐르는 도체가 자기장 안에 놓일 때 발생하는 힘으로, 이 힘의 크기는 세 가지 핵심 요소에 의해 결정됩니다.
이 관계는 F = I * B * L 이라는 간단한 수식으로 표현할 수 있으며, 이 세 요소가 모터 파워의 기초를 이룹니다.
자기력을 효과적으로 만들어내기 위해 모터는 두 가지 핵심적인 회로, 즉 '전기자(Armature)'와 '계좌(Field)'를 가집니다. 이 둘은 각각 전류와 자기장을 담당하며 힘을 만드는 주역으로 활약합니다.
| 구성 요소 | 담당 역할 | 핵심 기능 |
|---|---|---|
| 전기자 (Armature) | 전류 (I) 공급 | 전기 회로를 구성하여 전류를 흐르게 함 |
| 계좌 (Field) | 자기장 (B) 형성 | 자석(영구자석 또는 전자석)으로 자기장을 만듦 |
이 두 역할만 기억하면 모터의 기본은 거의 파악한 셈입니다. 이제 이 자기력이 어떻게 실제 '회전'으로 이어지는지, 토크의 개념을 통해 알아보겠습니다.
토크는 단순히 힘만으로 결정되지 않습니다. 회전의 중심축으로부터 힘이 가해지는 지점까지의 **거리(R)**가 중요하며, 토크는 이 **힘(F)**과 **거리(R)**의 곱(Torque = R * F)으로 계산됩니다.