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중학교 2학년 과학/2단원(전기와자기)48

초간단 전동기(모터) 만들기 - 기존 간이전동기를 더 쉽게 만들기 에나멜선을 감아 만드는 전형적인 간이전동기 만들기이다. 기존에 많은 제작법이 나와 있고, 많이 알려져 있기 때문에 쉽게 만드는 방법으로 개선하는데 목적을 두었다. 클립을 이용하면 클립을 가공하기 위해 재료들이 또 필요하게 되고, 구리판을 사용하면 평상시에는 구리판을 접할 수 없기 때문에 실험시에만 사용하고 버려지는 경우가 많다. 그래서 주변에 있는 준비물들로 가장 쉽게 만들 수 있는 방법을 제안해 본다. (2017년 신과수에서 발표했던 자료인데 오늘 확인해 보니 홈페이지에 올려놓지 않았나 보다. 그래서 지금에서야 올린다. ) 가. 준비물 에나멜선(지름0.6-0.7mm, 길이 50cm), 페라이트 원형 자석(20X5mm), 건전지DM, DM건전지끼우개, 철 불독클립집게(소, 38mm), 집게전선이 달린 꼬.. 2019. 4. 18.
전동기 원리 가상실험 프로그램 (전자기력 - 입체) 전동기 원리를 교육하기 위해 만든 가상실험 프로그램입니다. 관찰자의 위치를 바꿔가며 입체로 관찰할 수 있도록 해서 문제에서 제시되는 다양한 형태의 전동기 모습을 만들어 볼 수 있습니다. 또 미리 동작시키기 전에 어느쪽으로 회전할지 미리 예상해 보게 하고 자기장과 전류의 방향을 나타나게 한다음, 오른손을 이용해서 힘의 방향을 찾아 보게 합니다. 재생버튼을 눌러 실제로 예상한 곳으로 회전하는지 확인해 보면 됩니다. 전류의 방향이나 자기장(자석)의 방향을 바꾼다음 다시 같은 방법으로 시도해 보면 좋습니다. 관찰자의 위치를 바꿔가며 다양한 상황에서 전동기의 회전 방향을 찾아 봅시다. 스마트폰용은 구글플레이에서 설치해서 실행해 볼 수 있다. https://play.google.com/store/apps/detai.. 2017. 5. 1.
원형도선주위의 자기장(입체) 가상실험 프로그램 원형 도선주위에 생기는 자기장의 모습을 입체로 만들어 보았다. 직선 도선만 이해하면 원형도선도 쉽게 이해할 수 있고, 솔레노이드 까지 이해가 가능하다. 그런데 교과서에 나오는 원형도선의 그림을 보면서 이게 어떤 모양인지를 질문하는 학생들이 있었다. 원형도선을 위에서 내려다 볼때랑 비스듬한 각도에서 볼때를 잘 이해하지 못하겠다고 한다. 그래서 직관적으로 이해할 수 있도록 관찰자가 바라보는 각도를 조절할 수 있게 만들었다. 좌우로 돌려 솔레노이드 모양도 보여주려 했으나, 생각처럼 보여지지는 않는다.(이건 개선할 사항) 원형도선의 입체모양을 잘 이해하면 대부분의 도선주위에 생기는 자기장을 이해할 수 있다. 1. 원형도선을 위쪽 또는 옆이나 아래쪽에서도 관찰할 수 있다. (사람 눈 모양을 위아래로 드래그 하면 .. 2017. 5. 1.
직선도선주위의 자기장(입체) 가상실험 프로그램 직선도선 주위에 생기는 자기장을 입체로 만들어 보았다. 수업을 하다 보니 간단한 사실인데 학생들은 교과서에 나오는 그림을 위에서 볼때랑 옆에서 볼때를 잘 일치시키지 못하는 경향이 있었다. 그래서 직관적으로 이해할 수 있도록 바라보는 각도를 조절해 가면서 볼 수 있게 제작하였다. 1. 흘러가는 직선도선을 위쪽 또는 옆이나 아래쪽에서도 관찰할 수 있다. (사람 눈 모양을 위아래로 드래그 하면 된다.) 2. 전기가 흐를때와 흐르지 않을때의 모습을 실험해 볼 수 있다. (스위치를 누르면 된다.) 3. 전류의 방향을 바꿔가며 관찰할 수도 있다. (건전지를 누르면 자동으로 방향이 바뀐다.) 4. 자기장의 모양을 철가루, 화살표, 나침반 모양으로 바꿔가며 관찰할 수 있다. 자기장의 방향은 나침반의 N극이 가리키는 방.. 2017. 5. 1.
전류가 흐르는 도선주위에 생기는 자기장 알아보기(추리퀴즈) 전류가 흐르는 도선주변에 생기는 자기장을 알아보기 위한 실험장치를 꾸미고 촬영해 보았습니다. 직선도선 주변에 생기는 자기장만 알면 원형도선이든 코일이든 다 쉽게 알 수 있습니다. (실험 세팅할 때 직선도선의 방향이 북쪽으로 향하게 하고 도선 위나 아래에 나침반을 놓는 것이 좋습니다. 즉 도선과 나침반 N극 방향이 평행하도록 배치) 모든 것을 다 직선도선으로 바꾸어 생각하게 하면 쉽습니다. 중요한 것은 나침반의 N극 방향이 자기장의 방향이라는 것이지요. 도선주위에 생기는 자기장 수업을 다 하고 나서, 퀴즈를 내서 풀어보게 하려고 동영상과 학습지를 만들었습니다. 설명하기 쉽게 프로그램도 함께 만들었습니다.나침반의 N극이 가리키는 방향을 이용해서 암호문을 풀어보는게 미션입니다. 1. 도선주위자기장추리퀴즈(학습.. 2017. 4. 9.
초스피드 호모폴라 전동기 가. 준비물 구리선(지름1mm, 길이 30cm), 페라이트 원형 자석(20X5mm), 네오디뮴자석 원형(10mm×10T), 네오디뮴 자석(원형사라(나사용):사라 13㎜ x 3T(6.5*4.2mm)), 건전지AA 호모폴라 전동기를 잘 돌게 만들기 위해 몇일 동안 작업하고 개선하였다. 이 모든 작업은 교장선생님께서 많이 도와 주셨다. ^^ 1. 대칭이 잘되고 균형이 잘 맞는 구리선 제작 초스피드 호모폴라 전동기를 만들어 보기 위해 우선 정확하게 대칭이 되도록 몇일에 걸쳐 치수를 재 가면서균형을 맞춘 구리선을 제작했다.(교장선생님께서 정성들여서 몇일동안 작업하셨다.) 2. 이탈 방지를 위한 개선 네오디뮴 자석을 아래쪽에 붙이고 건전지 (+)극에 구리선을 올려 돌게 했는데 속도가 빨라지니 자꾸 이탈을 한다. 이.. 2017. 3. 30.
자석으로 USB 선풍기 속도 조절하기 - 전동기의 원리 전동기 원리를 알아보면 자기장 사이에 전류를 흘러주면 도선이 받는 힘을 이용해서 만들어진다.전동기 회전수는 감은 코일수, 전류의 세기, 자기장의 세기와 관련이 있다.그래서 시중에 판매되는 USB선풍기 안에도 전동기가 들어 있을 것이고,그 전동기 안에도 영구자석을 넣어 자기장을 만들것 이므로외부에서 전동기 안에 자기장에 변화를 주면 선풍기의 회전 속도를 변화시킬 수 있다. USB선풍기를 사용한 이유는 전동기 부분이 일자로 되어 있어서 자석을 이용하여 자기장의 변화를 쉽게 시킬 수 있기 때문이다.보조배터리를 이용하여 USB선풍기를 돌리고 네오디뮴 자석을 이용하여 자기력을 변화시켜 보았다.자석이 너무 세서 그런지 중간에 보면 심지어 거꾸로 선풍기가 돌아가는 것을 확인할 수도 있다. 2009년에 만들었던 자석이.. 2017. 3. 27.
알루미늄호일 자석으로 돌리기 -전자기유도 임성숙 수석님이 통에 감아서 하던 것을 보고 아이디어를 얻어어 만들어 봅니다. 뽑기통에 알루미늄호일을 감다가, 뽑기통 없이 알루미늄 호일만 가지고도 가능할 것 같다는 생각이 들었습니다. 알루미늄 호일을 잘라서 가운데 부분을 살짝 눌러 팽이처럼 작은 충격에도 잘 돌 수 있게 만들어 주어야 합니다. 알루미늄 호일은 자석에 붙지 않습니다. 그런데 자석을 따라 도는 이유는 무엇일까요? 자석을 돌리면 주변에 자기장의 변화가 생기고, 자기장의 변화가 생기면 알루미늄 호일에 렌츠의 법칙에 의해 자기장의 변화를 방해하려는 방향으로 전류(맴돌이 전류)가 생기고 그 전류가 다시 전자석처럼 자기력을 만들어 호일이 움직이게 됩니다. 사실은 자석이 돌아가는 것을 방해해서 자석이 도는 것을 멈추게 해야 하는데 호일이 가벼우니까 .. 2017. 3. 26.
초소형 전동기 만들기 - 호모폴라 전동기 호모폴라 전동기를 만들다가 작게 만들어 보고 싶은 생각이 들었다.그래서 굴러다니는 버튼형 리튬전지(CR2032)를 이용해서 전동기를 만들어 보았다. 건전지 크기가 작아지니까 전동기도 작게 만들 수 있었다. 호모폴라 전동기 원리를 설명하기 위해 만든 프로그램도 있다. 아래 링크 참고 http://sciencelove.com/1375 버튼형 리튬전지 아래에 네오디뮴 자석을 붙이고 구리선으로 무게중심을 잘 맞춰 대칭이 되게 모양을 만들었다. 전지위에 구리선을 올리고, 아래쪽은 자석과 살짝 접촉하도록 만들었더니 느리긴 하지만 전동기가 되어 돌아가는 것을 확인할 수 있었다. 2017. 3. 24.
자석의 N극과 S극은 따로 존재할 수 없다.<마술> 자석의 N극과 S극은 따로 존재할 수 없습니다. 아무리 자석을 작게 쪼개도, 자석이라면 쪼개진 작은 조각도 반드시 N극과 S극이 함께 존재해야 합니다. 그런데 많은 학생들은 자석의 홑극만 존재할 수 있다고 생각하네요 그래서 간단한 마술도구를 이용해서 홑극이 존재할 수 없음을 마술로 보여 주려고 합니다. 2016. 6. 16.
전류주위에 생기는 자기장과 전자기력 종이 팝업 학습지 재과만에서 김동현, 박혜은 두분 선생님이 만드신 자료를 가져다 약간 수정했습니다. 처음에는 이렇게 까지 해야 되나 망설였는데, 학생들이 너무 이해를 못하네요. 그래서 팝업 학습지를 나눠 주고 짝꿍이랑 함께 학습하도록 했습니다. 그런데 각각 인쇄 하려고 하니 너무 종이 낭비가 심한 것 같아서 A3용지 1장에 두 학습지를 함께 넣었습니다. 인쇄할때는 A4용지로 축소 인쇄해서 2명당 1장씩 주고 반을 잘라서 1개씩 각자 만들어서 서로 짝꿍에게 설명하거나, 아니면 둘이 함께 학습지를 완성해 가도록 했습니다. 2개다 완성한 모둠은 확인하고 도장을 찍어 준 다음에 잘 못하고 있는 모둠으로 파견을 보내서 도와 주도록 했습니다. 소란스럽고 시끄럽긴 했지만, 그래도 제가 혼자 떠들때 보다는 훨씬 낳네요. 다음에는 전자그.. 2016. 4. 18.
(임시)전류 주변의 자기력, 전자기력과 관련된 실험도구 정리 수업이 끝나고 수업시간에 보여줬던 물품들을 정리하려고 하다가 한번 사용한 물품들을 정리하고 싶어 졌다. 하나 하나 동영상 자료로 만들어 놓으면 좋겠지만, 게을러서 쉽지가 않다. 다음에 만들어야지 생각만 하고 있다가 시간이 지나면 잊어 버리는 경우가 많다. 나중에 또 생각이 나지 않아 고생하기도 한다. 그래서 치우기전에 보여줬던 실험도구들을 그냥 사진으로 찍어 보았다. 중간에 보여주고 치운 물품도 있지만 정리하기 전에 아직 남아 있는 물품 위주로 사진 찍어 놓았다. 1. 발전기 돌려 띄우는 연 2. 액체자석(?) - 인력과 척력, 자기장 모양 설명 가능 3. 자석 대형 모형 4. 철가루 판 5. 전자기력을 이용한 코일 기차 6. 설명하기 위한 자석 붙인 용지들 7. 액체자석 8. 손으로 들고 보여줄 수 있.. 2016. 4. 14.
저항의 직렬 병렬 연결 종이 팝업 학습지 저항의 직렬 병렬 연결을 가르치는데 학생들이 너무 어려워 한다. 일부 아이들은 분수 덧셈조차도 할 줄 모른다. 그래서 가장 기본적인 내용이라도 가르치고 싶었다. 수준이 낮은 아이들을 가르칠때는 중간에 포기하지 않게 하는 것이 중요하다. 처음부터 공식을 들이밀면 대부분 아이들은 시작도 하기전에 포기해 버리기 때문이다. 저항의 직렬, 병렬 연결은 퍼즐 맞추기 게임이나 다름없다. V=IR이라는 힌트를 이용해서 각각에 걸리는 전압과, 저항과 전류를 하나씩 맞춰 나가는 퍼즐 게임이다. 퍼즐 게임처럼 접근을 하고 퍼즐 규칙을 옴의법칙으로 설명해 주면 초반부에는 포기하지 않고 도전하려는 모습을 보이기도 한다. 그래도 옴의법칙에 대한 기본적인 내용은 가르쳐야 겠기에 저항의 직렬연결과 병렬연결을 쉽게 확인해 볼 수 있는.. 2016. 4. 3.
Autodesk 123D Circuits 를 이용한 전하량 보존의 법칙 Autodesk 에서 운영하는 123D Circuits 사이트 프로그램을 이용한 전하량 보존의 법칙입니다. * 2018년 Autodesk 에서 운영하는 123D Circuits 이 종료 되었습니다. 더이상 지원하지 않습니다. 유사한 사이트로 팅크캐드 사이트에서 circuit 을 운영하네요. 기존 것을 옮겨 온 것 같은데, 공유는 안되는 것 같습니다. * https://www.tinkercad.com/ 아래 사이트에 가면 123D Circuits 사이트에 접속할 수 있는데 https://123d.circuits.io/lab 그곳에서 원하는 회로를 제작해 볼 수 있고 가상으로 작동시켜 볼 수 있습니다. 실제랑 거의 똑같이 작동합니다. 예를 들어 전류가 많이 흐르면 전구가 끊어지기도 합니다. 그래서 저항이 필.. 2016. 3. 15.
LTE WARP광고를 통한 저항의 병렬연결 설명 저항의 병렬연결에서 저항이 병렬로 연결될수록 전체저항은 작아지고 전압이 일정할때 전류는 커지게 된다. 여러가지 예를 들어 설명해도 통 반응이 없다. 정우진 선생님이 얼마전 LTE 광고를 보고 저항의 병렬연결을 쉽게 설명할 수 있다는 정보를 주었다. 그래서 광고중 저항의 병렬연결과 관계된 광고 2개를 올려 본다. 이 광고를 보고나면 최소한 병렬로 연결됬을때 전하의 흐름이 빨라진다는 정도는 이해할 듯... 2013. 4. 28.
가전제품 전력 측정 비교 가전제품마다 사용하는 전류의 양이 다르다. 즉 전력이 다르다. 전력은 전압 * 전류로 나타낸다. 여러종류의 가전제품의 전력값을 측정해 보면서 전력을 비교해 보자. 스마트폰 충전기에 비해서 전기주전자는 몇배의 전력을 사용하는지 일반 선풍기에 비해서 DC선풍기는 전력을 얼마나 덜 사용하는지 선풍기 바람의 세기에 따라 전력이 달라지는지 심지어는 컴퓨터도 평상시 보다 그래픽카드가 많이 사용되는 게임을 할때 더 전력이 커짐을 알 수 있다. 조금만 더 생각한다면 전압은 항상 일정하므로 전력값에서 전류값을 구해낼 수 있고 저항값도 구해낼 수 있다. 아이들에게 전력을 비교해 보게 하고 가전제품의 저항값을 구해보게 하자. 시간이 된다면 저항값을 측정해서 비교해 볼 수 도 있을 것이다. 실제 전자제품의 고장여부를 확인할 .. 2013. 4. 28.
전기와 자기 단원 임시정리 생각나는것 몇가지 임시 정리 1. 칼라점토와 LED 등을 이용한 저항 연결 실험 -칼라점토의 길이와 두게를 변형시켜 led 등의 밝기를 비교 - 칼라점토를 사이에 두고 샤프심을 병렬로 연결해 가며 led등의 밝기를 비교 2. 소리나는 연필이용 저항실험 연필로 도화지에 두께와 길이가 다른 줄을 긋고, 양단에 소리나는 장치를 연결하여 소리의 크기를 비교함. 3. 전력량 비교 - 데스크탑이 화면보호모드일때와 일반사용모드일때와 게임을 할때 전력 사용량 비교 - 선풍기 1단일때와 3단일때 전력 사용량 비교 4. 액체자석 N극과 S극 차이 5. Mag switch 전기 공급없이도 영구자석을 이용해 자력을 생성했다 없앴다 하는 스위치 http://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jo.. 2013. 4. 28.
저항 병렬연결 및 전하량 보존법칙 가상실험(회로) 전류값을 학생들이 직접 체험할 수 있도록 전자가 전류계를 지나갈때 전류계의 색깔이 바뀌게 하였고 이때 학생들이 박수를 치게 하므로써 전류값을 느낄 수 있도록 하였다. (이곳에서 전류값은 정확하지는 않지만 도선을 지나가는 전자의 수를 이용하여 나타낸다고 설명하면 된다.) https://play.google.com/store/apps/details?id=air.com.sciencelove.presistor 전류계는 마우스로 선택해서 원하는 위치로 이동시킬수 있다. 저항을 지나면 전류가 작아진다고 생각하는 학생들이 있는데 전류계 위치를 이곳 저곳 옮겨 다니며 확인시켜 줄 수 있다. 물론 학생들이 박수를 치지 않고 소리옵션을 켜서 소리가 나게 할 수도 있다. 또 전압에 대한 개념은 아이들에게 친숙한 게임의 에너.. 2013. 4. 28.
저항 직렬연결 및 전하량 보존법칙 가상실험(회로) 전류값을 학생들이 직접 체험할 수 있도록 전자가 전류계를 지나갈때 전류계의 색깔이 바뀌게 하였고 이때 학생들이 박수를 치게 하므로써 전류값을 느낄 수 있도록 하였다. https://play.google.com/store/apps/details?id=air.com.sciencelove.sresistor (이곳에서 전류값은 정확하지는 않지만 도선을 지나가는 전자의 수를 이용하여 나타낸다고 설명하면 된다.) 전류계는 마우스로 선택해서 원하는 위치로 이동시킬수 있다. 저항을 지나면 전류가 작아진다고 생각하는 학생들이 있는데 전류계 위치를 이곳 저곳 옮겨 다니며 확인시켜 줄 수 있다. 물론 학생들이 박수를 치지 않고 소리옵션을 켜서 소리가 나게 할 수도 있다. 또 전압에 대한 개념은 아이들에게 친숙한 게임의 에너.. 2013. 4. 28.
회로도 칠판에 붙여가며 설명하기 정현주 선생님 사이트에서 아이디어를 얻어 만들어 보았습니다. http://www.ssam.pe.kr/bbs/zboard.php?id=2_1exp&page=2&sn1=&divpage=1&sn=off&ss=on&sc=on&select_arrange=headnum&desc=asc&no=87 매년 사용해 오고 있는데 전기부분 설명하기에는 정말 좋습니다. 칠판에 회로도를 그려주고, 그 위에 직접 회로를 붙여 주면 설명하기가 편합니다. 회로도 만들기 전압계, 전류계 연결 설명 저항의 직렬 병렬연결 설명도 가능합니다. 요즘 나오는 칠판에는 자석이 잘 붙지 않습니다. 보조 칠판을 활용하면 좋습니다. 아래는 오늘 30분 정도 걸려서 만든 회로 입니다. 회로 만들어서 붙여 놓은 사진 전압계, 전류계 뒤에는 글루건으로 자석.. 2013. 4. 28.