춘천교육지원청 영재교육원 과학 - 정전을 극복할 수 있는 생활용품 : 자가발전 손전등 / 테오얀센 미니비스트 - 1 (by 성림초등학교 고준)

춘천교육지원청 영재교육원 - 과학

정전을 극복할 수 있는 생활용품 : 자가발전 손전등 / 테오얀센 미니비스트 

성림초등학교 고준

 

 

 

 

 

 

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정전을 극복할 수 있는 생활용품 : 자가발전 손전등 / 테오얀센 미니비스트 

성림초등학교 고준

 

 

 

 

 

 

 

★ 자가발전 손전등 만들기

★ 테오얀센 미니 비스트 만들기

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정전을 극복할 수 있는 생활용품 : 자가발전 손전등 / 테오얀센 미니비스트 

성림초등학교 고준

 

 

 

 

 

 

 

★ 자가발전 손전등 만들기

1. 전기의 성질

1) 전자가 흐르면 전기가 생긴다

전자가 없다면 전기가 통하질 않는다. 전기란 전자의 움직임 때문에 생기는 에너지의 한 형태이다. 한마디로 전자들의 흐름이 전기이다. 한자로는 번개 전 (電) 자와 기운 기(氣) 자를 쓰는데 ‘빠른 기운’을 의미한다. 전기가 이동하는 속도는 매우 빨라서 1초에 30만km를 갈 수 있다. 지구를 7바퀴 반이나 돌 수 있다.

▶ 전기가 만들어지는 방법
발전소에서 만들어진 전기는 각 지역의 변전소에서 전압을 낮춰 사용할 수 있는 전기로 바뀌어 공장·가정·학교 등으로 보내진다.

2) 여러가지 발전 방식

① 태양광 발전
- 거울을 통해 태양 에너지를 모아 열을 발생시킨다. 그 열로 물을 끓이고, 이때 발생한 증기의 힘으로 발전기를 돌려 전기를 만든다.
- 빛 에너지 → 전기 에너지

② 수력 발전
- 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 떨어질 때 생기는 힘을 이용해 발전기를 돌려 전기를 일으킨다.
- 위치 에너지 → 전기 에너지

③ 풍력 발전
- 불어오는 바람이 선풍기 모양의 풍력 발전기 날개를 회전시킨다. 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산한다.
- 바람(운동) 에너지 → 전기 에너지

④ 원자력 발전
- 핵 분열할 때 방출하는 열로 물을 끓여 수증기를 만들고, 증기의 압력으로 발전기를 돌려 전기를 얻는다.
- 열 에너지 → 전기 에너지

3) 플러그를 연결하면 전자가 움직인다

플러그

물질을 이루는 알갱이 중에는 (-)전기의 성질을 띠는 전자라는 아주 작은 입자가 있다. 성질이 활발해서 이리저리 움직인다. 전선 안에도 전자들이 꼭꼭 숨어있다. 평소에는 얌전히 있다가 플러그를 연결하면 전선 안을 떠다니던 전자들이 모두 같은 방향으로 움직인다. 어마어마하게 많은 전자가 전선 안을 이동하면서 전류가 생기는 것이다.

4) 전류는 전자들이 흐르는 정도이다

전자의 흐름이 전기라고 했는데, 전자들이 얼마나 많이 흐르는지를 나타내는 정도(양)는 전류라고 한다. 전자는 금속으로 된 선을 통해서 이동한다. 전선의 길이나 굵기에 따라 전자가 잘 흘러가기도 하고, 방해를 받기도 한다. 전선이 짧고 굵으면 전자들이 많이 흘러서 전류가 세고, 전선이 길고 좁으면 전자들이 적게 흘러가서 전류가 약하다.

전류를 받은 전구가 빛을 낸다.

▶ 전기와 물의 흐름
전기의 흐름은 물의 흐름에 비유할 수 있다. 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 것처럼 전류도 전기 위치 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 물이 흐르는 곳의 높이 차이가 전기에서 전기 위치 에너지의 차이, 즉 전압이 된다. 흐르는 물의 양은 전류, 물방울은 전자로 비유할 수 있다.

2. 전기의 쓰임 : 빛

전기는 우리 눈에 보이지 않지만 여러 가지 일을 하고 있다. 전기 에너지는 빛을 내거나 물체를 움직이는 데 이용되는데, 빛으로 변신하면 환하게 불을 밝혀 주고, 힘으로 변신하면 모터1)를 돌아가게 한다.

전류가 공급하는 에너지를 전기 에너지라고 한다. 전기 에너지는 빛, 열 등 다양한 에너지로 전환이 가능해서 일상생활에서 많이 쓰인다. 엘리베이터가 작동하고 가로등에 불이 켜지는 것도 전류가 에너지를 공급했기 때문이다.

3. 전기 회로의 원리

1) 전기가 통하는 도체

클립이 연결된 전기 회로에는 불이 들어온다. 클립은 전기를 잘 전달하는 ‘도체’이다. 은, 구리, 알루미늄 등 대부분의 금속은 도체에 속한다. 사람도 전기가 통한다. 물은 전기를 잘 통하게 하는 도체인데 사람의 몸은 70%가 물로 이루어져 있어서 전기가 잘 흐른다.

못

2) 전기가 안 통하는 부도체

전기 회로는 전지·전선·전구·스위치 등의 전기 부품을 연결한 것을 말한다. 종이컵이 연결된 전기 회로는 스위치를 켜도 전구에 불이 안 켜진다. 그건 종이컵이 전기를 잘 전달하지 못하는 ‘부도체’기 때문이다. 나무, 유리, 고무 등도 부도체라 전기가 통하지 않는다.

나무젓가락

▶ 전류가 흐르는 방향
전기는 전자의 흐름이다. 사실 전자는 (-)에서 (+)로 이동하는데, 전기 회로도에서는 전류가 (+)에서 (-)로 흐른다고 표시한다. 그 이유는 1897년, 영국의 물리학자 톰슨에 의해 전자가 발견되기 이전에 과학자들이 전기의 흐름을 (+)에서 (-)로 보고, 전류가 흐르는 방향을 정해 놓았기 때문이다.

3) 직렬 연결과 병렬 연결

직렬연결

병렬연결

① 전지의 직렬연결
- 전지 2개를 직렬연결 해 보면 전지를 1개 연결했을 때보다 전구가 더 밝게 빛난다. 전류가 많이 흐르기 때문이다.

② 전지의 병렬연결
- 전지 2개를 병렬연결 하면 전지를 1개 연결했을 때와 전구의 밝기가 똑같다. 대신 1개를 연결했을 때보다 더 오래 사용할 수 있다.

③ 전구의 직렬연결
- 전구 2개를 직렬연결 하면 1개를 연결했을 때보다 밝기가 더 어둡다. 같은 양의 전류를 전구 2개가 나눠 가지기 때문이다.

④ 전구의 병렬연결
- 전구 2개를 병렬연결 하면 1개를 연결했을때와 전구의 밝기가 같다. 전류가 지나갈 수 있는 길이 하나 더 생겼기 때문에 같은 양의 전류가 지나갈 수 있다.

▶ 밝기 순서 : ① 〉 ② = ④ 〉 ③

4. 전기 안전 수칙

1. 가전제품을 물로 씻을 때는 플러그를 뽑은 뒤에 한다.
2. 콘센트에서 플러그를 뺄 때에는 플러그를 잡고 뺀다.
3. 젖은 손으로 전기 제품을 만지지 않는다.
4. 끊어진 전깃줄 근처에서 놀지 않는다.
5. 퓨즈와 같은 전기 안전장치를 꼭 사용하고, 정기적으로 점검한다.
6. 콘센트 구멍에는 손가락이나 젓가락 등을 끼워 넣으면 안된다.
7. 한 콘센트에 여러 개의 플러그를 꽂아 사용하지 않는다.
8. 전선이 많을 때는 서로 꼬여 끊어지지 않도록 잘 정리한다.
9. 사용 후에는 전기 제품의 코드를 빼 놓는다.
10. 전선이 많은 곳에서 연이나 풍선을 날리며 놀지 않는다.

[네이버 지식백과] 전기와 전자 (천재학습백과 초등 과학 6-2)

전기와 전자 (naver.com)

전기와 전자

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자가발전 손전등

 

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