전구에 불 켜기

초등학교물리전선으로 클립을 연결하면 하나의 연결이 됩니다. 전류가 +에서 전구를 거쳐 −로 흐르면 전구가 켜집니다. 전구는 고정 저항으로 작동합니다.

이 실험 소개

손전등, 초인종, 장난감 자동차에는 모두 같은 것이 필요합니다. 배터리 한쪽 끝에서 기기를 거쳐 다른 쪽 끝으로 돌아오는 끊김 없는 회로입니다. 이 실험에서 아이들은 전선으로 배터리, 전구, 스위치를 연결하고 어떤 연결 방식이 작동하는지 직접 알아봅니다. 네 가지 퍼즐을 통해 전구의 같은 부분에 전선 두 개를 연결하는 것, 회로가 끊긴 것, 스위치가 꺼진 것, 전구 두 개가 하나의 경로를 공유하는 것과 같은 흔한 실수를 살펴봅니다.

학습 목표

  • 전구에 불이 켜지는 간단한 회로 만들기
  • 회로는 틈 없이 이어진 완전한 고리여야 한다고 설명하기
  • 전구의 두 접점을 찾아 둘 다 사용해야 하는 이유 설명하기
  • 스위치로 회로를 열고 닫기
  • 전지나 전구를 추가하면 전구의 밝기가 어떻게 달라지는지 설명하기

사용 방법

  1. 1무엇이든 만지기 전에 물어보세요. “전구 하나를 켜려면 전선이 몇 개 필요할까요?” 예상한 답을 적어 보세요.
  2. 2전구에 불이 켜지는 회로를 만들어 보세요. 그런 다음 전선 하나만으로 불을 켜 보세요. 가능할까요?
  3. 3퍼즐 1에 도전해 보세요. 전선은 전구의 어디에 닿아 있나요? 전구에 불이 켜지도록 전선 하나를 옮겨 보세요.
  4. 4퍼즐 2와 퍼즐 3을 풀어 보세요. 각각의 오류를 한 문장으로 설명하세요.
  5. 5작동하는 회로에 스위치를 추가하세요. 회로의 어느 위치에 스위치를 놓아도 상관없을까요?
  6. 6전지를 1개로 바꾼 다음 3개로 바꿔 보세요. 전구는 어떻게 되나요? 전구에 전압이 표시되어 있는 이유는 무엇일까요?
  7. 7퍼즐 4를 풀어 보세요. 전구 두 개가 모두 밝게 빛나도록 연결하는 방법을 찾아보세요.

모델

완전한 회로는 끊어지지 않은 하나의 고리입니다.
나이가 많은 학생을 위한 설명: 전지 수가 늘어나면 밀어 주는 힘(전압)이 커지고 전류도 커집니다.
전류가 더 많이 흐르면 전구가 더 밝게 빛납니다.

가정

  • 전지 하나는 1.5 V를 공급합니다. 전구는 2.5 V, 0.3 A의 손전등용 전구이며 저항이 일정하다고 가정하므로, 밝기는 전류에 따라 달라집니다.
  • 전선에는 저항이 없습니다. 전선으로 +와 −를 직접 연결하면 단락이 일어나 배터리가 뜨거워지고 다른 것은 아무것도 작동하지 않습니다.
  • 전구에는 접점이 두 개 있습니다. 아래쪽 끝부분과 금속 나사형 몸체입니다. 유리 안에서 필라멘트가 두 접점을 연결합니다.
  • 전류가 정격의 약 1.6배를 넘으면 전구가 끊어집니다. 실제 필라멘트에는 차이가 있습니다.

수업에서 해 보기

  1. Q1전구에는 왜 전선이 하나가 아니라 두 개 필요한가요?
  2. Q2손전등이 작동하지 않습니다. 원인이 될 수 있는 것을 세 가지 말해 보세요.
  3. Q3전지의 양쪽 끝을 전선 하나로만 연결하면 왜 위험한가요?
  4. Q4전구 두 개를 직렬로 연결하면 전구 하나만 켰을 때보다 더 어둡습니다. 왜 그럴까요?
  5. Q5회로를 완성하기 위해 전선 대신 사용할 수 있는 재료 세 가지와 사용할 수 없는 재료 세 가지를 말해 보세요.

자주 묻는 질문

이 실험에서 전선을 따라 움직이는 대시 표시는 무엇을 보여 주나요?

대시 표시는 작동하는 회로를 이루는 전선을 나타냅니다. 실제 전선 안에서는 어떤 것이 움직이는 모습을 볼 수 없습니다. 전자라고 불리는 작은 전하 입자들이 회로 전체의 금속 안을 동시에 이동합니다.

학교에서 단락을 시험해 보는 것은 안전한가요?

작은 전지 하나만 사용하면 전지와 전선이 따뜻해지고 전지가 방전될 뿐이지만, 일부러 해서는 안 됩니다. 가정용 전원이나 충전식 배터리로는 절대 하지 마세요. 매우 뜨거워지거나 불이 날 수 있습니다.

퍼즐 4는 어떻게 연결해야 하나요?

각 전구에서 배터리로 돌아가는 경로를 따로 만드세요. 배터리의 +극에서 각 전구의 끝부분까지 전선 하나를 연결하고, 각 전구의 옆면에서 −극까지 전선 하나를 연결합니다. 이를 병렬 회로라고 합니다. 각 전구에는 배터리 전압이 모두 걸리므로 두 전구 모두 밝게 빛납니다.