◎ 미리생각해보기

친환경적으로 전기를 만드는 방법에는 어떤 것들이 있을까요?

대표적으로 수력, 풍력, 조력, 파력, 태양광, 지열 등이 있습니다. 이와 같은 자연의 힘을 빌린 친환경 발전시스템 뿐만 아니라 최근에는 휴대용 자가발전기들이 큰 인기를 끌고 있습니다. 자전거 전조등, 흔들어서 켜는 손전등, 돌려서 휴대폰을 충전하는 충전기 등이 많이 사용되고 있습니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

1. 네오디뮴자석의 자력이 매우 강하여 근처에 있는 자석끼리 붙어서 자석이 깨질 위험이 있습니다. 각별한 주의가 필요하며, 자석은 실험과정 4번이 끝나고 나누어 주시면 좋습니다.

투명관 중앙에 1.5~2cm 간격을 두고 고무줄을 끼웁니다.	2. 에나멜선을 3cm정도 남기고 투명관에 살살 감아줍니다. (주의! 제공한 에나멜선을 모두 감아주세요. 세게 감으면 자석이 움직이지 못합니다.)

◎ 실험방법

3. 에나멜선 양끝의 코팅을 사포로 벗겨냅니다.	4. LED전구의 다리를 180°로 벌려주고, 코팅을 벗긴 에나멜선을 LED전구 다리에 감습니다.

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

5. 자석을 투명관 안에 넣습니다.	6. 고무마개로 LED다리와 함께 양 끝을 끼웁니다.

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 자석을 흔들어 보면 어떤 현상이 일어나나요?

⇒ LED전구에 불이 반짝반짝 들어옵니다. 자석이 움직일 때 마다 유도기전력이 발생해 전류가 흐르고 LED전구에 불이 들어옵니다.

2. 빠르게 흔들면 LED전구의 밝기가 어떻게 변하나요?

⇒ 빠르게 흔들게 되면 더 큰 전압을 얻을 수 있어 LED전구가 더 밝게 빛을 냅니다.

3. 자석에 개수가 변할 때 어떠한 변화가 있나요?

⇒ 자석 1개는 불이 켜지지 않습니다. 자석2개는 빠르게 흔들면 불이 켜집니다. 자석3개는 2개일 때 보다 작은 힘으로도 쉽게 불이 켜집니다.

* 페러데이의 원리에 따라 더 높은 전압을 얻기위한 3가지 조건이 있습니다.

1) 코일을 많이 감는다, 2) 자력을 증가시킨다. 3) 코일 통과 시간을 줄인다. (빠르게 흔든다)

◎ 원리이해

1. 손발전기가 불이 켜지는 원리

자석의 움직이는 방향에 따라 전류가 흐르는 방향이 바뀝니다.(렌츠의 법칙 참고) 따라서 (+), (-)전극을 가진 LED전구는 극에 맞는 전류가 흐를 때만 불이 켜져. 흔들 때 켜졌다가 꺼젔다를 반복하게 됩니다.

2. 기전력

높은 곳에서 낮은곳으로 흐르는 폭포처럼 전위가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 전기를 이동시키려는 힘을 기전력이라 하며 단위는 볼트(V)를 사용합니다.

3. 친환경 발전

1) 수력발전: 높은 곳에 있는 물의 위치에너지로 터빈을 회전시켜 전력생산을 하는 가장 많은 친환경 발전소 형태입니다.

2) 조력발전: 조수간만의 수위 차에 따른 위치에너지를 운동에너지로 변환하여 터빈을 회전시켜 전력을 생산하는 방법으로, 우리나라의 서해가 적합지로 꼽히고 있습니다.

3) 풍력발전: 풍차의 원리를 이용하여 전력을 생산하며, 풍력이 초당 4미터 이상의 지역에 건설할 수 있습니다.

4) 지열발전: 지하의 고온층의 열로 물을 끓인 증기 혹은 천연증기로 터빈을 회정시켜 발전하는 방법으로, 화산이나 온천이 많은 지역에서 활용됩니다.

5) 태양광발전: 태양전지를 이용해 태양광을 직접 전기로 변환하여 얻는 방법입니다.

손발전기

학습목표

전기발생의 원리와 친환경대체에너지를 알아보고, 손발전기를 만들어봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

친환경적으로 전기를 만드는 방법에는 어떤 것들이 있을까요?

◎ 미리생각해보기

투명관 1개, 고무마개 2개, 네오디뮴자석 3개, 에나멜선 1개,

LED(적색) 1개, 색고무줄 2개, 사포

◎ 실험준비물

1. 자석을 흔들어 보면 어떤 현상이 일어나나요?

2. 빠르게 흔들면 LED전구의 밝기가 어떻게 변하나요?

3. 자석에 개수가 변할 때 어떠한 변화가 있나요?

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점