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최후의 선택 우리집 전구(교사용)
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심화보충자료 - 9학년
작성일 2003-02-23 (일) 23:51
분 류 9학년
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영역 전류의 작용
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최후의 선택 우리집 전구(교사용)

최후의 선택 우리집 전구(교사용)

   전기 단원에서는 보통 전력, 전력량, 전기에너지를 공식을 외워 계산하는 것을 주로 다루게 된다. 그러나 실생활에서는 어떤 전기제품이나 전구등을 구입하여야 할지, 전기를 절약하려면 어떻게 해야 할 지, 전기요금이 어떻게 계산되는지를 알고 판단하는 능력이 필요하다. 또한 전기제품을 안전하게 사용하는 방법도 알아야 한다.
  여러 가지 전구를 이용하여 전구에 표시된 소비전력과 실제 소비전력량을 비교해보고, 전구의 밝기와 전력량의 정성적인 관계를 파악하여, 각각의 전구가 사용되는 목적에 따라 알맞게 사용하는 방법을 알게한다.

적산전력계를 사용하여 여러 가지 전구의 실제 소비전력량을 비교할 수 있다.

1. 수업의 진행과 시간 배정 : 45분

가) 도입 : 5분
- 우리가 사용하고 있는 전구에는 어떤 것들이 있는지 알아보고, 전구들이 어떤 곳에 사용되는지 생각해본다.(Experience)

나) 탐구 실험 : 30분
 - 적산전력계, 차단기, 콘센트로 이루어진 배전판을 다룰 때 감전되지 않도록 주의한다.
- 모든 학생들이 참여하여 실험을 할 수 있도록 격려한다.(Environment)
- 전구는 비슷한 표시 전력을 가진 것을 사용한다.
- 백열등을 다룰 때는 장갑을 끼고 다루도록 한다.(화상을 입을 염려가 있음.)
- 2분동안 작동시키면 kWh 단위 눈금이 올라가지 않는다. 대신 적산전력계의 회전판이 1kWh에 600번 회전한다.(적산전력계에 표시되어 있음) 2분동안 회전하는 횟수를 세어서 600으로 나누어 계산해야 한다. 적산전력계는 수직으로 세워서 읽어야 한다. 계산 방법은 모든 학생을 주의를 환기시킨 뒤에 정확하게 가르쳐 준다.

다) 결과 정리 및 토의 : 10분

- 실험의 결과에 대한 원인에 대해 각자 의견을 제시하고, 서로의 의견을 기록하게 한다. 마지막에 자신의 의견을 다시 정리하여 기록하게 한다.
- 조원들 상호간에 허용적인 분위기에서 자신의 생각을 말할 수 있도록 배려한다.(Environment)

평가 기준

평가척도

평가

  적산 전력계를이용하여 전구의소비 전력량을 비교할 수 있는가?

적산 전력계를 이용하여 전구의 소비전력량을 정확하게 계산할 수 있다.

A

전력량을 정확하게 계산하지는 못하나 같은 전력량일 때 가장 밝은 전구를 찾을 수 있다.

B

같은 전력량일 때 가장 밝은 전구를 찾지 못한다.

C

① 생각모으기 2번의 답 : 백열등은 전기에너지의 많은 부분이 열에너지로 전환되어 방출되기 때문이다.
② 한 걸음 더의 답 : 차단기는 차단기가 허용하는 전류값이상이 흐를 때 전원을 차단하는 기능을 한다. 차단기의 전류가 20A일 경우 20A× 220V= 4400W 가 넘을 수 있는 전기제품을 연결하여야 한다.
③ 전력량계의 원리
전기요금은 전력량계 회전판의 회전수에 의해 정해진다. 가정에서 사용하고 있는 전력량계는 전기측정기중에서 가장 긴 역사를 갖고 있다. 전압코일PC와 전류코일CC에 전류가 흐르면 자력선이 만들어진다. 이 자력선과 금속도체인 회전판에 생긴 와전류의 사이에 전기적인 힘(전자력)이 작용되어 회전력을 만들어낸다. 이로 인하여 원판이 회전한다. 사용된 전력량은 회전판의 회전수로 나타나게 되므로 이 회전수를 전기요금으로 계산된다.

img2.gif

전력량계 회전원판의 회전에는 아라고(Arago)원판의 원리가 이용된다. 이 원리는 프랑스인 Arogo에 의해 발명된 것이다. 회전가능한 원판 주위를 따라 자석을 움직이면 원판은 자석에 이끌리는 것처럼 자석의 이동방향으로 회전한다. 전력량계의 경우에는 코일에 의해 만들어진 이동자계를 사용하여 마치 영구자석을 이동시키는 것과 같은 효과를 줌으로써 원판을 회전시킨다.

img1.gif

전류에 의해 발생하는 자력선을 이동자계로 바꿈으로써 회전 원판상에 와전류를 만들어 전자력에 의해 회전시키는 것은 전력량계 이외에도 교류모터가 있다. 환풍기나 냉장고 등에 사용되는 단상유도 전동기나 공작기계에 사용되는3상유도 전동기는 이같은 원리에 입각하여 동작한다.

절전 이렇게 하자

◈ 조명기구

   자연광을 최대한 활용하는게 전기절약은 물론이고 건강에도 좋다. 전구형 형광등이란 백열등의 소캣에 그대로 끼워 사용할 수 있는 새로운 형태의 형광등으로 삼파장 광을 방출, 연색성이 좋고 수명이 길며 효율도 높아 백열구 보다 70-80%의 절전효과를 볼 수 있다. 삼파장 형광등이란 빛의 3원색이 청, 녹, 적의 스펙트럼을 보강하여 기존 형광등을 개선한 것이다. 삼파장 형광등이란 태양 빛과 흡사한 빛을 발광, 조명된 사물을 자연스럽게 보여 주고 일반 형광등보다 밝기가 20-30% 향상되어 더욱 밝게 보여 효과적이다. 사용한 지 오래돼 상태가 불량한 형광등은 빨리 바꿔야 한다. 계속 방치하면 30-50%의 촉광이 줄어든다. 전구와 반사갓을 한 달에 한번 정도 닦아주면 훨씬 밝아진다.

◈ 주방기기

   밥을 지을 때 따뜻한 물을 사용하면 절전효과가 있다. 열판의 이물질은 전력낭비의 요인이므로 사포로 가볍게 문지른 후 마른행주로 닦아준다. 설거지 거리를 모아서 한꺼번에 사용하며 가능한 한 물기를 적게 한 뒤 사용하는 게 좋다. 전자레인지는 투시창과 회전판, 원형접시등 부속물을 깨끗이 닦아야 절전효과를 볼 수 있다.

◈ 냉장고

   음식물은 냉장고 용량의 60%를 넘지 않도록 하는 것이 냉장고의 공기 순환을 원활하여 음식물이 쉽게 변질되지 않으며 전력소모량이 줄어든다. 냉장고는 윗면 벽과 10㎝, 윗부분은 천장과 30㎝이상 떨어져 설치해야 수명이 오래간다. 냉장고의 내부 온도의 권장기준은 여름에 5-6도, 봄. 가을에는 3-4도,겨울에는 1-2도이다. 냉장고 문은 꼭 필요할 때만 냉장고 문을 한번 열때마다 0.35%씩 전력소비가 늘어나므로 문을 여닫는 휫수를 최대한 줄인다. 에너지 소비효율을 살피자.

◈ 세탁기

   세탁시간은 10분 정도가 바람직하며 10분 이상이면 때는 더 이상 빠지지 않고 옷감만 상한다. 대부분의 빨랫감은 찬물이나 더운물이나 세탁효과는 마찬가지. 찬물을 사용하면 에너지 소모량을 90% 줄일 수 있고 옷도 더 오래 입을 수 있다. 기름때가 묻은 옷은 더운물로 때를 뺀 다음 찬물에 헹군다. 세탁량이 많건 적건 세탁기를 돌리는 데 소요되는 전기량엔 큰 변화가 없으므로 세탁물을 한꺼번에 모아 세탁하는 게 경제적이다.

   
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2011-02-26 21:24
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2011-02-26 21:25
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2011-03-03 10:08
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2011-03-06 14:04
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