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전기기호와 단위 읽는법 (12 월 2018).

Anonim

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질문 1

이 회로도에 표시된 스위치 의 용도는 무엇입니까? "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00013x01.png">

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이 장치는 스위치 로 알려져 있으며이 회로의 목적은 전구를 제어하기 위해 회로의 전기 연속성을 설정하거나 차단하는 것입니다.

노트:

시작과 은 문에 사용 된 용어와 유사하기 때문에 초보자의 경우 종종 스위치 용어가 혼동 스럽다.하지만 스위치를 사용할 때와 똑같은 의미는 아닙니다. 혼동을 피하기 위해 학생들에게 전기 스위치의 의미와 일치하는 방식으로이 용어를 어떻게 생각할 수 있는지 질문하십시오.

회로도에서 스위치의 기능에 사용되는 비유 중 하나는 도개교입니다. 다리가 아래로 (닫힌 상태)있을 때 자동차가 교차 할 수 있습니다. 다리가 위 (열려있을 때) 일 때, 차는 할 수 없다.

질문 2

스위치가 회로의이 두 개의 대체 위치 중 하나에 있으면 어떤 차이가 있습니까?

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두 개의 대체 다이어그램에 표시된 스위치 위치의 선택은 전혀 차이가 없습니다. 두 경우 모두 스위치가 전구에 대해 동일한 제어를 발휘합니다.

노트:

이것은 일부 학생들이 숙달하기 어려운 개념입니다. 그들 모두가 전류의 본질과 전체 회로에 걸친 연속성의 중요성을 이해했는지 확인하십시오. 아마도 학생들이이 개념을 익히는 가장 좋은 방법은 실제로 작동하는 배터리 스위치 램프 회로를 만드는 것입니다. 이 워크 시트 질문에 대한 "연구"는 책 읽기에만 국한되지 않음을 상기시킵니다. 전압이 충분히 낮아서 충격 위험이 존재하지 않는 한 자체적으로 실험하는 것이 타당하지만 효과적 일 수는 없습니다.

회로도에서 스위치의 기능에 사용되는 비유 중 하나는 도개교입니다. 다리가 아래로 (닫힌 상태)있을 때 자동차가 교차 할 수 있습니다. 다리가 위 (열려있을 때) 일 때, 차는 할 수 없다.

질문 3

이 스위치는 (닫힌 상태에서) 단자 사이의 저항이 낮거나 저항이 높습니다. "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircss.com/images/quiz/00027x01.png">

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닫힌 스위치는 단자 사이의 저항이 낮다고 가정합니다.

노트:

닫힌 스위치가 터미널 사이에 높은 저항을 가지고 실제로 측정 한 경우, 이것이 의미하는 바를 학생들에게 물어보십시오. 모든 전기 구성 요소의 측정이 무엇인지 알아야 하는 것은 문제 해결을위한 매우 중요한 기술입니다.

질문 4

이 전기 스위치가 열림 상태인지 닫힌 상태인지 판단하기 위해 계기 (또는 전도도 / 연속성 테스터)를 어떻게 사용할 수 있습니까?

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대부분의 멀티 미터에는 연속성을 확인하는 데 사용할 수있는 "저항"측정 범위 ( "Ohms scale")가 있습니다. 계량기 또는 전도도 / 연속성 테스터를 사용하여이 스위치의 두 나사 단자 사이를 측정하십시오. 저항이 낮 으면 (전도도가 양호한 경우) 스위치가 닫힙니다 . 측정 된 저항이 무한대 (전도성 없음)이면 스위치가 열려 있습니다.

노트:

이것은 실험에 도움이되는 또 다른 질문입니다. 학생들이 개발할 가장 중요한 기술은 테스트 장비를 사용하여 개별 구성 요소의 상태를 진단하는 방법입니다.

저렴한 (SPST) 스위치 소스는 하드웨어 상점입니다. 가정용 조명 제어에 사용되는 것과 동일한 유형의 스위치를 사용하십시오. 이 스위치는 매우 저렴하고 견고하며 와이어 장착을위한 견고한 스크류 터미널이 있습니다. 소형 배터리로 구동되는 프로젝트에 사용될 때, 거의 파괴 할 수 없습니다!

질문 5

다음 전구가 끊어 질 때마다 전구가 꺼지는 지 확인하십시오. 한 번에 한 휴식 시간 만 고려하십시오.

각 포인트에 대해 하나의 옵션을 선택하십시오 :
• A : 전원을 끄거나 효과가 없습니다.
• B : 전원 차단 / 효과 없음
• C : 전원 차단 / 효과 없음
• D : 전원 차단 / 효과 없음
• E : 전원 차단 / 효과 없음
• F : 전원 차단 / 효과 없음
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• A : 전원을 끊으십시오.
• B : 효과 없음
• C : 효과 없음
• D : 효과 없음
• E : 전원을 끊으십시오.
• F : 효과 없음

노트:

이 질문은 학생들의 문제 해결 학습 과정에서 중요한 질문입니다. 귀납적 사고의 중요성을 강조하십시오 : 특정한 경우로부터 일반적인 원칙을 도출하십시오. 이 회로의 동작은 전기적 연속성 에 대해 "워크 시트 패널 패널 패널 기본값"항목 범위>

질문 6

여기에 원자 의 단순화 된 표현이 있습니다 : 물리적 또는 화학적 방법을 통해 격리 될 수있는 물질의 가장 작은 부분.

각 원자 안에는 입자 라고 불리는 물질이 있습니다. 원자 안의 세 가지 다른 유형의 "기본"입자, 그 전기 특성 및 원자 내의 각 위치를 확인하십시오.

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중성자는 양성자와 마찬가지로 원자의 중심 ( "핵")에 있습니다. 중성자는 전기적으로 중성이며 (무부하) 양성자는 양전하를 띤다. 핵 외부에있는 전자는 음전하를 띤다.

노트:

대부분은 아니지만 대부분의 학생들은 1 차 및 2 차 과학 교육에서 원자의 "태양계"모델을 잘 알고있을 것입니다. 그러나 실제로 원자 구조의이 모델은 정확하지 않습니다. 누구나 아는 한, 원자의 실제 물리적 레이아웃은 이것보다 훨씬 더 이상합니다!

토론에서 제기 될 수있는 질문은 "청구"의 정의입니다. "청구"가 무엇인지 근본적으로 정의 할 수 있는지 확실하지 않습니다. 물론 우리는 운영 측면에서 "긍정적"및 "부정적인"혐의에 대해 논의 할 수 있습니다. 즉, 혐의 거부와 반대 혐의가 유인합니다. 그러나 이것은 실제로 요금이 실제로 무엇인지 는 알려주지 않습니다. 이 철학적 난제는 과학에서 흔히 볼 수있는 것입니다 : 무엇이 그 행동의 측면에서 무엇인지를 설명 할 수는 있지만 그 정체성이나 본성은 기술 할 수 없기 때문입니다.

질문 7

서로 다른 유형의 원자는 서로 다른 수의 기본 입자로 구분됩니다. 이 원자들의 각 유형 내의 기본 입자의 수를 결정하십시오 :

• 탄소
• 수소
• 헬륨
• 알루미늄

힌트 : 주기율표 에서 각 요소를 찾아보십시오.

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탄소의 각 ​​원자는 6 개의 양성자를 포함하도록 보장됩니다. 원자가 전기적으로 충전되지 않으면 양성자의 전하와의 균형을 맞추기 위해 6 개의 전자를 포함하게됩니다. 대부분의 탄소 원자는 6 개의 중성자를 포함하지만 일부는 6 개 이상 또는 이하를 포함 할 수 있습니다.

수소의 각 원자는 1 개의 양성자를 담고있다. 원자가 전기적으로 충전되어 있지 않다면, 1 개의 양성자의 전하를 균형 잡기 위해 1 개의 전자를 포함하게됩니다. 대부분의 수소 원자는 중성자를 포함하지 않지만 일부는 중성자를 하나 또는 두 개 포함합니다.

헬륨의 각 원자는 2 개의 양성자를 포함하도록 보장됩니다. 원자가 전기적으로 충전되어 있지 않으면 양성자의 전하를 균형 잡기 위해 2 개의 전자를 포함하게됩니다. 대부분의 헬륨 원자는 2 개의 중성자를 포함하지만 일부는 2보다 많거나 적게 포함 할 수 있습니다.

알루미늄의 각 원자는 13 개의 양성자를 포함하도록 보장됩니다. 원자가 전기적으로 충전되지 않는다면, 양성자의 전하를 균형 잡기 위해 13 개의 전자를 포함하게됩니다. 대부분의 알루미늄 원자는 14 개의 중성자를 포함하지만 일부는 14 개 이상 또는 이하를 포함 할 수 있습니다.

이 원자 유형의 내부에있는 입자의 수를 연구하는 동안 원자 번호원자량 ( 원자량 이라고도 함)이라는 용어를 접할 수 있습니다. 이 두 용어가 의미하는 바를 토론 할 준비를하십시오.

노트:

학생들에게 "원자 번호"와 "원자량"에 대해 그들이 어떤 정의를 찾았는지 물어보십시오.

학생들이이 문제에 대한 연구를 돕기 위해 정기적 인 표를 찾는 것이 좋습니다. 주기율표에서 요소를 정렬하면 "왜 다른 요소가 이렇게 정렬되어 있습니까?"와 같은 몇 가지 추가 질문이 생길 수 있습니다. 워크 시트 패널 패널 - 기본값 "itemscope>

질문 8

원자를 구성하는 세 가지 유형의 "기본 입자"중 어떤 유형이 요소의 다음 특성에 영향을 주는지 결정하십시오.

• 원자의 화학적 정체 ( 질소, , 또는 일부 다른 원소).
• 원자의 질량.
원자의 전기 요금.
• 그것이 방사성 (핵의 자발적인 붕괴) 여부.
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• 원자의 화학적 정체 : 양성자 .
• 원자의 질량 : 중성자양성자, 그리고 훨씬 적게는 전자 .
• 원자의 전기 전하 : 전자양성자 (숫자가 같은지의 여부와 관계 없음).
• 방사성 물질인지 여부 : 중성자, 어떤 경우에는 양성자 라고도 할 수 있지만 특정 원소의 "안정한"(비 방사성) 동위 원소가 없으므로 원소의 동일성은 양성자.

노트:

원소의 기본 속성 중 몇 개가 각 원자핵 내의 입자의 정수 계산에 의해 결정되는지 얼마나 날 매력적으로 여기는 지 결코 알지 못합니다.

대답에서는 동위 원소 라는 단어를 소개합니다. 학생들에게이 용어의 의미를 연구하게하십시오. 단순히 그들에게 말하지 마라!

질문 9

호박색 (화석화 된 수지)에 대한 헬라어 단어는 elektron 이다. 이것이 원자 입자 (전자)의 특정 유형을 설명하는 단어가 된 이유를 설명하십시오.

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황색 조각이 헝겊으로 문질러지면 정전기가 두 개체에서 발생합니다. 초기 실험자들은 호박과 옷 사이에 옮겨진 보이지 않는 유체의 존재를 가정했습니다. 나중에, 작은 아 원자 입자가이 "유체"를 구성하고 전자 라는 이름이 그들에게 주어 졌다는 것이 발견되었습니다.

노트:

이 질문은 전기의 역사와 그것의 이해와 숙달이 사람들의 삶을 어떻게 극적으로 바꿔 놓았는지 토론 할 수있는 좋은 기회를 제공합니다. 벤자민 프랭클린 (Benjamin Franklin)과 전기의 모델링에 대해 물어보십시오. 과학적 발견은 모델에 의해 지원되는 경우가 많지만 모델에 의해 방해받을 수도 있습니다. 유체로서의 프랭클린의 전기 모델은 두 가지를 모두 수행했습니다 (기존 흐름 대 전자 흐름 표기법).

질문 10

어떤 물체가 전기 요금 을 받는다는 것은 무엇을 의미합니까? 전하를받는 대상의 예를 제시하고, 그 대전 된 대상이 어떻게 행동할지 설명합니다.

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대상물이 전기적으로 충전 되기 위해서는 원자 사이에 잉여 또는 적자 전자가 있어야합니다.

일반적으로 전기 용품을 충전하는 방법으로 라텍스 풍선을 양모 옷에 문지르는 방법이나 플라스틱 빗으로 머리카락을 닦는 방법이 있습니다. 이러한 전하의 결과는 지각하기 매우 쉽습니다!

노트:

이 질문은 자연스럽게 원자 이론에 대한 토론으로 이어집니다. 학생들에게 원자의 단순한 모델을 토론하고 탐구하도록 권유하고, 그들이 전자 배치 및 운동 측면에서 어떻게 전기를 설명하는 역할을하는지 격려하십시오.

질문 11

하나의 전하 쿨롱 에 몇 개의 전자가 들어 있습니까?

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쿨롱쿨롱 에는 6.25 × 10 18 개의 전자가 있습니다. 이것이 과학 표기법을 사용하지 않은 것처럼 보이는 것은 무엇입니까? 가장 적합한 메트릭 접두사를 사용하여이 그림을 작성하십시오.

노트:

과학적 표기법을 사용하여 매우 큰 (또는 아주 작은) 숫자를 나타냅니다.

질문 12

두 물체가 서로 마찰되어 정전기가 발생하면 어떤 일이 발생합니까?

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물질의 특정 조합이 함께 마찰되면 마찰 작용은 전자를 한 물질의 원자에서 다른 물질의 원자로 이동시킵니다. 이러한 전자 불균형은 전자를 양전하로, 후자를 음전극으로 남겨 둡니다.

노트:

"양성"과 "음성"이라는 용어는 전하 운반체로서의 전자의 현대 개념과 관련하여 역으로 보입니다. 이 용어의 역사적 측면 (벤자민 프랭클린의 추측)과 전자의 개별 청구에 대한 후속 지정을 "부정적"으로 논의해야합니다.

질문 13

화학적 정체성 (예 : 납에서 금까지)을 바꾸는 것보다 원자를 전기적으로 "충전"하는 것이 훨씬 쉽습니다. 이 사실은 원자 내의 기본 입자의 상대 이동성에 대해 무엇을 나타내는가?

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전자는 양성자보다 원자에서 제거하거나 원자에 더 쉽게 첨가 할 수 있습니다. 그 이유는 양성자가 동일한 전하에도 불구하고 원자의 핵에서 단단히 결합하는 이유의 역설에 대한 해법이기도합니다.

노트:

이 사실의 중요성에 대해 학생들과 토론하십시오 : 전자가 원자에 쉽게 추가되거나 원자에서 추출 될 수 있지만, 양성자 (및 그 문제에 대해서는 중성자)는 원자 내에 매우 단단히 "묶여"있습니다. 양성자가 너무 강하게 결합되어 있지 않다면 원자는 어떻게 행동할까요?

우리는 물질들이 서로 문질러 질 때 어떤 원자의 전자에 어떤 일이 일어나는 지 압니다. 양성자가 그대로 묶여 있지 않다면 어떻게 될까요?

질문 14

자신의 단어를 사용하여 전압, 전류저항 의 전기 용어가 무엇을 의미하는지 설명하십시오.

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전압 : 두 개의 다른 지점 또는 위치 사이의 전기적 "압력".

전류 : 전자의 흐름.

저항 : 전자의 흐름에 대한 반대 또는 "마찰".

전압, 전류 및 저항은 옴의 법칙과 관련이 있습니다.

노트:

학생들이 여러 단어에서이 단어에 대한 정의를 찾는 것이 쉽지만, 단어를 자신의 단어로 캐스팅 할 수 있어야합니다. 정의를 기억하는 것은 실제로 그것을 이해하는 것과 같지 않습니다. 학생이 자신의 단어를 사용하여 용어의 의미를 설명 할 수 없다면, 분명히 이해하지 못합니다! 또한 학생들에게이 용어의 실생활 예제를 제공하도록 권장하는 것도 도움이됩니다.

질문 15

자신의 말로 "전기"가 무엇인지 설명하십시오.

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"전기"에 대한 정의를 공식화하는 데 어려움이있는 경우 "전류"에 대한 간단한 정의로 충분합니다. 내가 여기서 찾고있는 것은 금속 와이어와 같은 단단한 물질 안에 전류가 존재할 수있는 방법에 대한 설명이다.

노트:

이 질문은 처음 나타나는 것처럼 대답하기 쉽지 않습니다. 확실히 전류는 전자의 "흐름"으로 정의되지만, 전자는 어떻게 구리와 같은 고체 물질을 통해 "흐르게"되는가? 그렇다면 무엇이 고체 물질을 통해 흐르나요?

많은 과학 분야는 특정 물질의 겉보기 견고한 성질을 포함하여 현실에 대한 우리의 "상식"개념에 도전합니다. 과학적 조사의 자유로운 측면 중 하나는 직접적인 지각의 한계에서 자유롭게 해준다는 것입니다. 구조화 된 실험과 엄격한 사고를 통해 우리는보기에는 불가능할 수도있는 것을 "볼"수 있습니다. 우리는 확실히 눈으로는 전자를 볼 수 없지만 특별한 장비로 그 존재를 탐지하고, 다른 효과로부터 추론하여 움직임을 측정하고, 실제로 존재한다는 것을 경험적으로 증명할 수 있습니다.

이와 관련하여 과학적 방법은 인간 능력의 확장을위한 도구입니다. 학생들은 전기 및 전기 회로를 탐험하면서 "보이지 않는 곳에서 일하는"스릴을 경험하기 시작할 것입니다. 학생들의 작업에서이 경이 감을 조장하고 격려하는 것은 강사로서의 당신의 임무입니다.

질문 16

이 단어의 전기적인 의미에서, 도체로 분류 된 재료와 절연체 로 분류 된 재료의 차이점은 무엇입니까?

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전기 "도체"는 전류를 쉽게 통과 시키지만 전기 "절연체"는 그렇지 않습니다. 전기 "도체"와 전기 "절연체"의 근본적인 차이점은 전자가 각각의 원자에서 얼마나 멀리 표류 할 수 있는지입니다.

금속 물질 내의 전자 이동성의 예를 보려면 화학 참조 서에서 전자 가스"전자 바다" 라는 용어를 연구하십시오.

노트:

전기적 "도체"와 "절연체"는 열 "도체"와 "절연체"와 동일하지 않다는 것을 인식하는 것이 중요합니다. 전기적 의미에서 절연체 인 재료는 열의 공정한 도체 일 수 있습니다 (특정 실리콘 젤은 열 - 히트 싱크 용 유체 이송). 전기 감각의 도체 인 재료는 열 감지 (예 : 전도성 플라스틱)의 공정한 절연체 일 수 있습니다.

질문 17

전기의 좋은 지휘자 인 몇 가지 물질과 전기의 좋은 절연체 인 몇 가지 물질을 확인하십시오.

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다양한 물질이 도체인지 절연체인지 여부를 조사하고 테스트하는 것은 매우 쉽습니다. 나는이 일을 당신의 유능한 손에 맡기고 있습니다.

노트:

학생들이 단순한 멀티 미터에 접근 할 수 있다면 다양한 물질에 대한 전도도 테스트를 수행 할 수 있습니다. 이것은 재미 있고 흥미로운 교실 활동입니다!

질문 18

가장 간단한 용어로 생각하면 전기 회로 가 무엇인지 정의 할 수 있습니다.

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전기 회로 는 전자가 전위 (전압) 소스에서 멀어지면서 다시 흐르도록하는 연속 경로입니다.

노트:

정의는 연구하고 반복하기에 충분히 쉽지만 학생들이이 개념을 자신의 말로 변환하는 법을 배우는 것이 중요합니다. 학생들에게 "회로"와 "비 회선"의 실용적인 예를 제시하는 것은 단순한 용어 암기보다 개념에 대한 심층적 인 조사를 보장하는 한 가지 방법입니다.

용어로 "회로"는 종종 전기 용어로 사용됩니다. 물론 이것은 용어의 기술적 인 의미에서 사실이 아닙니다. 학생들은 전기 또는 전자 공학 과정에서 배우고 사용하는 많은 용어가 실제로 일반적인 연설에서 잘못 사용되고 있음을 깨닫게됩니다. 짧은 단어는 또 다른 예입니다. 기술적으로 특정 유형의 회로 오류를 나타냅니다. 하지만 사람들은 일반적으로 모든 유형의 전기적 문제를 언급하는 데 사용합니다.

질문 19

DCAC 전기의 차이점은 무엇입니까? 각 유형의 전기에 대한 공통적 인 출처를 확인하십시오.

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DC직류 : 즉 한 방향으로 만 움직이는 전류를 의미하는 머리 글자 어입니다. AC교류 (alternating current) 즉, 주기적으로 방향을 바꾸는 전류 ( "alternates")를 의미하는 두문자어입니다.

전기 화학 배터리는 태양 전지처럼 DC를 생성합니다. 마이크는 음파 (공기 분자의 진동)를 감지 할 때 AC를 생성합니다. 여기에 언급 한 것보다 많은 DC 및 AC 전력 원이 있습니다!

노트:

초기 전력 시스템에서 AC 대 DC의 역사에 대해 토의하십시오. 미국의 전력 초기에는 DC와 AC의 사용 사이에 격렬한 논쟁이있었습니다. George Westinghouse와 Nikola Tesla가 AC를지지하면서 Thomas Edison은 DC를 옹호했습니다.

세계의 거의 모든 전력이 DC (즉, Thomas Edison은 AC / DC 전투를 잃어 버렸습니다!)가 아닌 AC (교류)로 생성되고 분배된다는 사실을 언급하는 것이 가치가 있습니다. 가르치는 수업의 레벨에 따라, 대부분의 전원 시스템이 AC를 사용하는 이유 를 설명하는 좋은 때가 아닐 수도 있습니다. 어느 쪽이든, 학생들은 아마도 이유를 물을 것입니다. 그래서 어떤 방식 으로든이 문제를 해결할 준비가되어 있어야합니다 (또는 그들 자신의 결과를보고하게하십시오).

질문 20

전기 서비스와는 거리가 먼 오두막을 짓고 있다고 가정하되, 전구, 라디오, 컴퓨터 및 기타 유용한 장치에 전력을 공급할 수 있도록 전기를 공급하고자합니다. 이 캐빈에서 전력 수요를 공급하기 위해 전력을 생성 할 수있는 최소한 세 가지 방법을 결정하십시오.

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너의이 캐빈을위한 전력을 생산할 수있는 여러 가지 장치가있다.

• 엔진 구동 발전기
• 태양 전지
• 서모 파일
• 풍차

이러한 각각의 장치에 대해 작동 원리는 무엇이며 어디에서 에너지를 얻습니까?

노트:

이러한 각각의 전력 "소스"에 대해보다 근본적인 에너지 원이 있습니다. 사람들은 종종 발전기 장치를 마법의 에너지 원으로 생각합니다. 에너지 원은 에너지를 한 형식에서 다른 형식으로 변환하는 것입니다.

질문 21

전기는 집에서나 학교에서, 또는 길을 따라 가로등으로, 또는 여러 도시에서 사업을 운영 할 때 어떤 힘을 발휘합니까? 다양한 전원 소스 및 유형의 전원 소스가 있다는 것을 알게 될 것입니다. 각각의 경우 에너지의 궁극적 인 원천이 어디인지 확인하십시오.

예를 들어, 수력 발전 댐에서, 전기는 터빈을 돌면서 물이 떨어질 때 생성되어 전기 기계 발전기를 켭니다. 그러나 계속해서 물이 "오르막"위치로 이동하여 그 과정은 연속적입니까? 댐이 이용하는 에너지의 궁극적 인 원천은 무엇입니까?

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일부 전력 원 :

• 수력 발전 댐
• 원자력 발전소
• 석탄 및 석유 해고 발전소
• 천연 가스 해고 발전소
• 나무 연소 발전소
• 지열 발전소
• 태양 광 발전소
• 갯벌 / 파력 발전소
• 풍차

노트:

대화의 중대한 시점은 거의 모든 "에너지 원"이 공통의 기원을 가지고 있다는 것입니다. 다른 "출처"는 동일한 진정한 출처의 변형 표현입니다 (물론 예외는 있습니다!).

질문 22

주어진 배터리와 백열전 구를 통해 전구에 에너지를 공급하기 위해 와이어와 함께이 두 장치를 어떻게 연결하는지 보여주십시오.

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이것은 가장 간단한 옵션이지만, 유일한 옵션은 아닙니다.

노트:

이 질문은 학생들에게 회로의 기본 개념을 토론 할 수있는 좋은 기회를 제공합니다. 그것은 매우 쉽고 안전하며 각 반원이 개별적으로 반원들끼리 모아야합니다. 또한 워크 시트의 "연구"부분의 일부로 집과 같은 간단한 회로를 조립하는 방법을 강조합니다. 워크 시트 질문에 대한 답을 연구한다고해서 꼭 정보가 책에서 나왔다는 의미는 아닙니다. 조건이 안전하다고 알려진 경우 실험을 장려하십시오.

학생들에게이 간단한 회로를 만들 때 배운 모든 중요한 개념에 대해 생각해 보게하십시오. 이 특정 운동에서 파생 될 수있는 일반 원칙은 무엇입니까? "워크 시트 패널 패널 - 기본값"itemscope>

질문 23

배터리가 전구에 전기 에너지를 공급하는 회로의 전기 회로도를 그린다.

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이 회로도는 전구에 전원을 공급하는 배터리를 표시하는 유일한 유효한 방법은 아닙니다.

다이어그램 내의 구성 요소의 다른 방향이 허용됩니다. 그러나 중요한 것은 배터리에서부터 전구, 그리고 배터리의 다른 단자로의 전류에 대한 단일 경로가 있어야한다는 것입니다.

노트:

학생들에게 도식 다이어그램 언어로 "의사 소통"하는 것이 중요하다는 것을 강조하십시오. 여기에서 배운 상징과 관습은 국제적이며 미국에서의 사용에만 국한되지 않습니다.

질문 24

대부분의 전선은 단열재 라 불리는 고무 또는 플라스틱 코팅으로 덮여 있습니다. 이 "절연체"가 금속 선을 덮는 목적은 무엇입니까? "# 24"> 답변 숨기기 대답 숨기기

전기 와이어의 금속 부분을 덮는 절연 의 목적은 다른 전기 도체와의 우연한 접촉을 방지하여 다른 도체를 통해 의도하지 않은 전류가 흐를 수 없게하는 것입니다.

노트:

이 질문은 회로 기능을 이해하는 관점 에서뿐만 아니라 전기 안전의 관점에서도 실용적입니다. 전선이 절연되어 있어야하는 이유는 무엇입니까? 오버 헤드 전력선은 교실 프로젝트에서 사용되는 전선처럼 절연되어 있습니까? 그 이유는 무엇? 현대의 플라스틱 기술이 출현하기 전에 전기 배선이 어떻게 단열 되었습니까?

질문 25

전기 배선 초기에는 와이어가면과 함께 사용되었습니다. 이것은 더 이상 받아 들여지지 않습니다. 이유를 설명해라.

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코튼은 많은 천연 섬유와 마찬가지로 전기 절연체입니다. . . 젖을 때까지!

노트:

이 질문은 의류와 관련하여 전기 안전성을 논의 할 기회를 제공합니다 (종종면으로 만들어 짐). 마른 옷은 예전 스타일의 면화 전선처럼 전기 절연을 제공합니까? 면화 의류가 위험한 전압으로부터 안전하게 보호받을 수 있습니까?

질문 26

어떻게 배터리, 전구 및 금속선을 전기 전도성 시험기 로 사용하여 전도성 시험기 로 사용할 수 있습니까?

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다음 회로는 간단한 연속성 테스터로 작동합니다. 열린 와이어 끝을 테스트 대상과 접촉 시키십시오. 그리고 전구는 물체가 상당한 정도 전기를 전도하는지 여부를 나타냅니다 :

노트:

이 문제는 문제를 해결할 수있는 기회 일뿐만 아니라 간단하고 안전한 실험에 도움이됩니다. 학생들에게 전도율 테스터를 만들고 다양한 물질을 테스트하도록 권장하십시오.

질문 27

우리가 전기 배선이 끊어진 것으로 의심되는 긴 길이의 전기 케이블 (여러 개의 와이어를 포함하는 유연한 튜빙)이 있다고 가정합니다. 각 케이블의 와이어를 개별적으로 점검하는 데 사용할 수있는 간단한 테스트 회로를 설계하십시오.

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노트:

전기 / 전자 회로 문제의 중요한 부분은 끊어진 와이어 연결 또는 와이어 길이에 따른 결함보다 복잡한 것이 원인입니다. 와이어 단선 테스트 케이블은 매우 실용적인 연습입니다.

와이어가 색으로 구분되어 있지 않거나 식별 가능하지 않은 경우 동일한 기술을 사용하여 케이블의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 와이어를 "매핑"할 수 있습니다.

질문 28

배터리가 회로의 나머지 부분에 연결되면 전구가 전력을 수신하는 데 얼마나 걸릴까요? "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00116x01.png" >

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약 11 밀리 초 (0.0107 초).

노트:

전기는 빠르다 : 전자 운동의 효과는 빛의 속도 (초당 186, 000 마일)에서 움직인다. 반면에 실제 평균 전자 속도는 매우 느리다. 전자가 천천히 움직일 수있는 방법을 설명하기 위해 사용했던 편리한 비유는 빠른 효과가 폐 루프 시스템의 효과입니다. 밸브가 열리면 시스템 전체의 유체 움직임이 즉각적입니다 (실제로 유체를 통과하는 소리의 속도로 진행 - 매우 빠름). 그러나 유체 운동의 실제 속도는 훨씬 느립니다.

부수적으로 두 개의 쉐브론 기호는 전기 커넥터 쌍 (플러그 앤 잭, 남성과 여성)을 나타냅니다.

질문 29

길이가 3 피트 인 22 게이지 금속 와이어는 해당 볼륨 내에 약 28.96 × 10 21 개의 "자유"전자를 포함합니다. 이 와이어가 초당 6.25 x 1018 전자와 같은 전류를 전달하는 전기 회로에 놓여 있다고 가정합니다. 즉, 이 와이어의 길이에 따라 지점을 선택하고 그 지점에서 표류하는 전자를 계산할 수 있다면 매초 6, 250, 000, 000, 000, 000, 000 개의 전자가 합산됩니다. (이것은이 크기의 와이어에서 전류에 대한 합리적인 비율입니다.)

이 전선을 통과하는 전자의 평균 속도를 계산하십시오.

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평균 전자 속도 = 0.000647 피트 / 초 또는 6.47 × 10-4 피트 / 초. 이것은 매우 느립니다 : 초당 0.00777 인치 또는 초당 0.197 밀리미터!

노트:

회로 전체에 걸친 전자 운동의 영향 이 급속하게 진행 되더라도 (즉, 빛의 속도와 거의 비슷 함) 실제 전자 속도는 매우 느리다.

이 계산에 사용 된 기본 수치는 다음과 같습니다.

• 금속 1 입방 미터 당 자유 전자의 수 (제 15 판, 1983, 제 6 권, 551 페이지에서 취한 예) = m 3 당 10 29 개의 전자. 금속 유형은 지정되지 않았습니다.
• 22 게이지 와이어의 지름은 0.025 인치입니다.

이와 같은 질문은 강한 수학이나 과학적 배경이없는 학생들에게는 어려울 수 있습니다. 내가 찾은 한 가지 문제 해결 전략은 해가 명확해질 때까지 문제의 용어를 단순화 한 다음 단순화 된 예제를 사용 하여 초기 매개 변수가 주어진 경우 솔루션을 얻는 패턴 (수식)을 설정하는 것입니다. 예를 들어, 전류가 초당 28.96 × 10 21 개의 전자 인 경우 평균 전자 속도는 무엇입니까? 와이어에 존재하는 자유 전자의 수와 같은 수치입니까? 분명히, 유속은 초당 한 와이어 길이 또는 초당 3 피트가 될 것입니다. 이제는 현재 속도를 문제의 주어진 속도 (6.25 × 10 18 )에 가까운 값으로 변경하십시오. 그러나 정신적으로 계산할만큼 간단합니다. 첫 번째 속도의 절반 : 초당 14.48 × 10 21 개의 전자라고 말합니다. 분명히 유속이 절반이면 유속도 절반이됩니다. 초당 3 피트가 아닌 초당 1.5 피트입니다. 이 기술을 몇 차례 반복하면 해결 방법이 나타납니다.

v = 3 나는


어디에,

v = 평균 전자 속도 (피트 / 초)

I = 전류 (초당 전자)

Q = 전선에 포함 된 전자의 수

또한 지식있는 학생들에게 수업 앞에서 자신의 솔루션 기술을 시연 해 다른 사람들이 새로운 문제 해결 방법을 배울 수 있도록하는 것이 매우 유용합니다.

질문 30

그 옆에있는 물음표 기호는 무엇을 의미합니까? 그림에 표시된 회로에서 전구가 통전됩니까?

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이 기호는 접지 기호이며 공통 도체 (예 : 자동차 또는 회로 인클로저의 금속 새시) 또는 실제 접지 (대개 금속 막대를 통해 흙에 들어가는)를 통한 연결을 나타낼 수 있습니다.

노트:

학생들에게 금속 섀시와 먼지 (대지)의 상대 전도도에 대해 질문하십시오. 2 개의 금속 섀시 접지에 의해 형성된 현재 경로가 두 개의 접지에 의해 형성된 현재 경로와 동일합니까? "워크 시트 패널 패널 패널 기본값"itemscope>

질문 31

여기에 표시된 것은 전기 발전소와 집을 단순화 한 것으로, 전기 소스가 배터리로 표시되며 집안의 유일한 전기 부하가 하나의 전구입니다.

"// www.beautycrew.com.au//sub"와 같이 하나의 전선과 한 쌍의 접지 연결을 사용할 수있는 경우, 왜 사람이 발전소에서 집으로 전기를 전달하는 데 두 개의 전선을 사용해야할까요? allaboutcircuits.com/images/quiz/00075x02.png ">

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발전소에서 각 집으로 전력을 분배하는 데 필요한 전선의 수는 절반에 불과하지만 실용적인 해결책은 아닙니다! 이것이 실용적이지 않은 이유는 지구 (흙)가 전기의 충분한 지휘자가 아니기 때문입니다. 금속으로 제조 된 전선은 전기를 훨씬 효율적으로 전도하므로 최종 사용자에게 더 많은 전력이 전달됩니다.

노트:

지구 (흙)가 전기의 빈약 한 지휘자 임에도 불구하고 인체에 치명적인 치명적인 수준을 여전히 수행 할 수 있다는 사실을 토론하십시오! 가정용 전구를 비추는 데 필요한 전류량은 일반적으로 인체에 치명적인 값을 훨씬 초과합니다.

질문 32

정확히 무엇이 단락 회로 입니까? 회로가 단락 되면 어떤 의미입니까? 이것이 개방 회로와 어떻게 다른가?

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단락 회로 는 저항이 거의 없으므로 많은 양의 전류가 흐를 수있는 회로입니다. 회로가 쇼트 되면, 이전에 상당한 저항을 갖는 전류에 대한 경로가 무시할 수있는 (거의 제로) 저항을 갖는 경로에 의해 우회되었음을 의미한다.

반대로, 개방 회로 는 전류가 전혀 흐르지 못하도록 차단이있는 회로 입니다.

노트:

학생들과 함께 단락의 잠재적 인 위험에 대해 토론하십시오. 왜 "단락 회로"가 나쁜지는 분명합니다. 학생들에게 합선 현상을 일으킬 수있는 현실적인 상황을 생각할 수 있는지 학생들에게 묻습니다.

저는 몇 년 동안 "단락"또는 "단락 회로"라는 용어가 방금 설명한 특정 조건이 아닌 모든 유형의 회로 결함에 대한 일반 레이블로 신입생들에 의해 종종 사용된다는 것을 전자 공학 교육에서 발견했습니다. 학생이 직업에서 다른 사람들과 지능적으로 의사 소통하는 경우 수정해야하는 습관입니다. 구성 요소가 "단락되었다"는 것은 매우 명확한 의미입니다. 모든 유형의 회로 오류에 대한 일반적인 용어는 아닙니다.

질문 33

이 회로에서 단락 이 발생하려면 어떻게해야합니까? 즉, 여기에 표시된 구성 요소를 사용하여 단락 회로 를 만드는 방법을 결정하십시오.

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노트:

실생활에서, 단락 회로는 대개 피할 수있는 것들입니다. 학생들에게 짧은 회로가 일반적으로 바람직하지 않은 이유 와 와이어 절연이 회로를 막는 데있어서 어떤 역할을하는지 설명하십시오.

질문 34

번개가 치면 인근의 자기 나침반 바늘이 전기 방전에 반응하여 가려지는 것을 볼 수 있습니다. 번개 앞에 정전기가 축적되는 동안 나침반 바늘이 휘어지는 것은 아니지만 볼트가 실제로 부딪 힐 때만 발생합니다. 이 현상이 전압, 전류 및 자력에 대해 나타내는 것은 무엇입니까? "# 34"> 대답 숨기기 대답 숨기기

전류의 존재는 자기장을 발생 시키지만 단순한 전압의 존재는 그렇지 않습니다. 이 과학적 발견의 역사적 배경에 대한 자세한 내용은 1820 년대 초 Hans Christian Oersted의 연구를 조사하십시오.

노트:

전자기학의 발견은 에르 스 테드 (Oersted) 시대의 혁명에 불과했다. 다른 유용한 전기 장치들 중에서도 전기 모터의 개발을위한 길을 열었습니다.

질문 35

자기가 자기를 만들어 내기 위해 전기가 이용 될 수있는 것처럼, 자력 또한 전기를 생산하는 데 이용 될 수 있습니다. 후자의 과정은 전자기 유도 로 알려져 있습니다. 전자기 유도 현상을 탐구하기위한 간단한 실험을 설계하십시오.

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아마도 전자기 유도를 입증하는 가장 쉬운 방법은 와이어 코일과 민감한 전기 계량기 (이 실험에서는 디지털 계량기를 사용하는 것이 좋습니다)로 만든 간단한 회로를 만든 다음 자석을 와이어 코일을지나 이동시키는 것입니다. 시간에 따른 코일에 대한 자석의 위치와 미터에 표시된 전압 또는 전류의 양 사이에 직접적인 상관 관계가 있음을 알아야합니다.

노트:

많은 학생들이 정적 자기장이있는 곳에서 전자기 유도가 발생할 수 있다고 부적절하게 가정합니다. 이것은 사실이 아닙니다. 이 질문에 대한 "답"섹션에 설명 된 간단한 실험 설정은 신화를 없애고 학생들이이 원리에 대한 이해를 나타내도록하기에 충분합니다. 덧붙여 말하자면, 이 활동은 학생들이 미적분학에서 생각하기 시작하는 좋은 방법입니다. 하나의 변수를 다른 변수의 시간 경과 에 따른 변화율 과 연관시키는 것입니다.

질문 36

대형 오디오 스피커는 전자 기적 원리와 전자 기적 유도 원리를 모두 보여줄 수 있습니다. 이것이 어떻게 행해질 수 있는지 설명하십시오.

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실험을 설정하거나 수행하는 방법을 알려주지는 않지만 일반적인 오디오 스피커의 예를 보여 드리겠습니다.

"보이스 코일"은 유연한 스피커 콘에 연결되며 자석의 장축을 따라 자유롭게 움직입니다. 자석은 고정되어 있으며 스피커의 금속 프레임에 단단히 고정되어 있으며 보이스 코일의 중앙에 위치합니다.

이 실험은 물리적으로 큰 (예 : "우퍼") 스피커를 사용할 때 가장 인상적입니다.

후속 질문 : 제대로 작동하지 못하게하는 스피커의 몇 가지 실패 지점을 확인하십시오.

노트:

모든 사람이 이런 종류의 실험을 위해 대형 연사에게 준비가되어있는 것은 아니기 때문에 토론을 진행하는 동안 학생들이 실험 할 수 있도록 교실에 1 ~ 2 개의 "우퍼"강사를 배치하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 학생들이 기본 원칙을 탐구하기 위해 학생들이 즉흥적 인 실험을 설정하도록 장려 할 수 있으면 언제나 좋은 일입니다.

질문 37

누군가이 스피커 중 하나의 콘을 부드럽게 두드리면 어떻게 될지 생각 "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00080x01.png">

답변 공개 답변 숨기기

상당한 거리만큼 두 스피커를 분리하기 위해 긴 한 쌍의 전선을 사용하여이 실험을 직접 시도하십시오. 다른 사람이 다른 사람의 스피커를 두드리고 다른 사람의 역할을하는 동안 끝까지 스피커를 듣고 느껴보십시오.

노트:

이 실험은 전자기 및 전자기 유도의 이중 원칙을 설명 할뿐만 아니라 단순한 음향 기반 오디오 전화 시스템을 설치하는 것이 얼마나 쉬운 지 보여줍니다.

이 실험을 위해 교실에 동일한 "우퍼"스피커 쌍을 배치하고 긴 길이의 트윈 와이어 케이블을 사용하는 것이 좋습니다 (연장 코드 와이어의 오래된 부분은 이러한 목적으로 잘 작동합니다. 연결을 만들기 위해 "점퍼"와이어를 자르십시오).

질문 38

누군가가 전기 모터를 발전기에 기계적으로 연결 한 다음 영구 구동기를 만들기 위해 두 장치를 전기적으로 연결한다고 가정합니다.

왜이 어셈블리는 영원히 스핀하지 않겠지, 일단 시작된 "# 38"> 대답 공개 대답 숨기기

모터 나 발전기가 100 % 효율이 아니기 때문에 이것은 작동하지 않습니다.

노트:

이 질문에 대한 쉬운 대답은 "에너지 보존 법칙 (또는 열역학 제 2 법칙)이 그것을 금지하고있다"는 것이지만, 그러한 "법칙"을 인용하면 실제로 영속적 인 운동 기계가 실패로 돌아가는 이유 가 설명되지 않습니다. 학생들이 현실은 과학자들이 설정 한 물리적 인 "법칙"에 묶여 있지 않다는 것을 학생들이 깨닫는 것이 중요합니다. 오히려 우리가 "법칙"이라고 부르는 것은 실제로 자연에서 볼 수있는 규칙성에 대한 설명 일뿐입니다. 이와 같은 질문에서 비판적 사고를 강조하는 것이 중요합니다. 왜냐하면 무엇이든 가능하다고 순진하게 생각하는 것보다 법률에 대한 독단적 인 순응에 기반한 사건의 가능성을 부인하는 것이 지적으로 성숙하지 않기 때문입니다.

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