분야 02
전기 회로
전류가 흐르는 원리와 전류를 다루는 방법
전기 회로는 조명, 휴대폰, 모터에 전기를 공급해요. 여기서는 무엇이 전류를 흐르게 하는지, 그리고 전기를 어떻게 안전하게 쓰는지 배워요.
배우게 될 내용
- 전압, 전류, 저항이란 무엇인지
- 전류가 흐르려면 왜 회로가 닫혀 있어야 하는지
- 직렬연결과 병렬연결의 차이
- 부품에 왜 알맞은 전류가 필요한지: 너무 적지도, 너무 많지도 않게
실험 예시
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LED를 켜고, LED를 안전하게 지켜 줄 저항을 골라 보세요.
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전구 두 개를 직렬로, 그다음에는 병렬로 연결해 밝기를 비교해 보세요.
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스위치를 추가하고, 회로 전체를 제어하려면 어디에 두어야 하는지 찾아보세요.
만들어 볼 수 있는 것
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스위치가 달린 손전등
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수면등
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버저가 달린 간단한 경보기
이 예시는 이 분야에서 어떤 활동을 하는지 보여 줘요. 실제로 공개되는 수업은 다를 수 있어요.
작은 모델 체험하기
이 작은 모델들은 바로 여기, 여러분의 브라우저에서 실행되며, 페이지를 한 번 불러온 뒤에는 오프라인에서도 계속 작동해요. 교육용으로 단순화한 모델이며, MEKALUMI 시뮬레이션 엔진이 아니에요.
LED를 안전하게 지켜요
전지와 저항을 고른 다음 스위치를 닫아 보세요. 전류가 너무 적으면 LED에 불이 들어오지 않아요. 전류가 너무 많으면 실제 LED는 타 버릴 수 있어요.
- 전류
- 11.4 mA
- LED
- 안전하게 빛나고 있어요.
저항은 전류를 제한해요. 전류가 얼마나 흐르는지는 옴의 법칙으로 구할 수 있어요: 전류 = (전지 전압 − LED 전압) ÷ 저항.
모델: 이상적인 전지. 빨간색 LED는 전압 강하가 2 V로 일정하고, 약 20 mA까지 안전해요.
시뮬레이션이 단순화하는 부분
- 전지와 전선은 흔히 이상적인 것으로 다루지만, 실제 전지는 닳고 실제 전선은 따뜻해져요.
- 시뮬레이션 속 부품은 모두 똑같지만, 실제 부품은 서로 조금씩 달라요.
모든 시뮬레이션은 현실을 단순화해요. 어떻게 단순화하는지 아는 것도 공학을 배우는 과정의 일부예요.
관련 교과
물리, 수학(옴의 법칙), 기술
다른 분야와의 연결
전기 회로는 디지털 논리, PCB 설계, 자동화, 로봇공학으로 이어져요.
알아 두면 좋아요
가상 회로는 안심하고 탐구할 수 있어요. 하지만 벽 콘센트의 전기는 위험해요. 절대로 콘센트 전기로 실험하지 마세요.