건전지 테스터기 만들기 과학 실험 | 전류와 전압 쉽게 이해하기

 
건전지 테스터기를 만들기

전류와 전압의 이해

 

초등학생부터 중학생까지 전기의 흐름과 전압 개념을 직접 체험할 수 있는 DIY 테스터기 실험!
이 글에서는 테스터기를 직접 조립하고, 건전지 잔량을 측정하며 전기 회로의 원리를 배울 수 있는 과학 실험을 소개합니다.

 

▣ 수업목표

- 전기의 흐름과　전압에 대해 알아보기
- 테스터를 제작해 보고, 직접 측정해 보기

 

▣ 무엇이 필요할까요?

테스터 set , 1.5V건전지 2개

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1. 전기에 대해 알아보기

1) 전류란 무엇일까?

• 전류는 전자의 흐름이에요.
• 전자는 (-)에서 (+)로 이동하지만, 과학자들은 전류가 (+)에서 (-)로 흐른다고 약속했어요.
• 왜냐하면 옛날에는 전자가 발견되기 전이라, 전기의 흐름을 그렇게 생각했기 때문이에요.
• 1 암페어(A)는 1초 동안 1쿨롱(C)의 전하가 흐르는 양이에요.

 
2) 전자는 어떻게 움직일까?

• 전선 안에는 자유롭게 움직일 수 있는 전자들이 있어요.
• 전지를 연결하면 (-) 극에서 전자가 튀어나와 전선으로 들어가요.
• 이 전자는 가까운 전자와 부딪치고, 그 전자는 또 옆의 전자와 부딪쳐요.
• 이렇게 도미노처럼 밀려서 전선 끝까지 이동하고, 결국 (+) 극으로 들어가요.
• 이 과정이 바로 전류가 흐르는 원리예요!

3) 전압이란 무엇일까?

• 전압은 전지가 만들어내는 전기의 압력이에요.
  → 쉽게 말해, 전류가 흐르도록 밀어주는 힘이라고 생각하면 돼요.
• 이 힘 덕분에 전류가 회로를 따라 계속 흐를 수 있어요.
  → 이 힘을 **기전력(起電力)**이라고 부르며, 전지나 발전기가 가지고 있어요.
• 전기의 위치를 나타내는 것을 전위라고 하고,
  → 두 지점 사이의 전위 차이를 전위차, 즉 전압이라고 해요.

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실험전개

1. 준비물과 역할

 
2. 테스터기 조립 방법

2-1 저항 연결하기

• 1kΩ: 갈색-검정-적색-금색
• 330Ω: 주황-주황-갈색-금색
• 금색 띠는 가로 연결 시 오른쪽, 세로 연결 시 아래쪽으로 향하게 꽂습니다.

2-2 다이오드 (D1~D2)

• 극성 주의: 은색 띠가 있는 쪽이 음극(-)입니다.

  

  
  

2-2 트랜지스터

• C9013과 C9012 구분 필수
• 기판에서 1cm 띄워서 방향에 맞게 꽂습니다.

2-4 LED 연결

• 긴 리드선: 양극(A)
• 짧은 리드선: 음극(K)
• 전류는 A → K 방향으로 흐릅니다.

2-5 전해콘덴서

• 긴 다리: +극
• 짧은 다리: -극
• 극성에 맞게 꽂아야 정상 작동합니다.

2-6 피조 부저 및 리드봉 연결

• 소리를 내는 피조 부저와 측정용 리드봉을 연결합니다.

 

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🔍 테스터기로 건전지 잔량 측정하기

1. 스위치를 전원 체크 방향으로 설정
2. 빨간 리드봉 → 건전지 +극
3. 검은 리드봉 → 건전지 -극
4. LED가 밝게 켜지고 소리가 크면 잔량 충분
5. LED가 희미하거나 소리가 작으면 잔량 부족
6. 아무 반응이 없으면 건전지가 방전된 상태

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📘 과학 원리 요약

• 전류는 전자의 흐름이며, 실제로는 -극에서 +극으로 이동하지만, 회로에서는 +에서 로 흐른다고 약속합니다.
• 전압은 전기적인 압력이며, 전류를 흐르게 하는 힘(기전력)을 의미합니다.
• 기전력은 전지나 발전기에서 발생하며, 회로 내 전위차를 만들어 전류를 흐르게 합니다.