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간이모터

모터의 내부를 본 적이 있나요? 간단한 모터를 만들어 보고 그 원리를 이해해봅시다.

빙글빙글 회전하는 모터는 우리 주변의 어떤 가전제품에 이용되고 있을까요?

클립 2개, 에나멜선, 네오디뮴자석, 전지끼우개, 스냅, 건전지 2개, 사포, 구슬 2개,                종이컵

플라이어(니퍼), 투명테이프(전기테이프)

[회전자 만들기]

1. 건전지에 에나멜선을 5번 정도 감습니다.

양쪽에 4cm정도 남기고 잘라냅니다.

2. 둥글게 말린 에나멜선 안쪽으로 선을 넣어 두세바퀴 감아 그림과 같이 고정시킵니다.

3. 고정시킨 에나멜선 중 A 는 사포를 이용하여 피복을 완전히 벗겨 줍니다.

4. 고정시킨 에나멜선 중 B 는 사포를 이용하여 한쪽 면의 피복만을 벗겨 줍니다.

5. 만들어진 회전자를 곧게 펴 줍니다.

곧지 않을 경우 회전이 잘 되지 않을 수 있습니다.

[받침대 만들기]

1. 클립을 구부려 그림과 같은 모양을 두 개 만듭니다.

2. 종이컵을 엎어 놓고 만들어 놓은 클립을 종이컵 양쪽에 세운 후 테이프로 고정합니다.

만들어 놓은 회전자를 올려보아 회전자가 종이컵의 중앙에 오고, 바닥에서 약 2-3mm 떨어지게 하며, 평형을 유지하도록 클립 위치를 조절하여 줍니다.

3. 스냅 전선 두 가닥 끝 부분의 피복을 벗깁니다.

4. 클립 아래쪽 위치의 종이컵에 구멍을 뚫고 스냅 전선을 종이컵 안에서 바깥쪽으로 꺼내어 클립과 좌우양쪽다 연결합니다.

5. 종이컵 안쪽 바닥 중앙에 네오디뮴 자석을 테이프로 고정시킵니다.

6. 전지끼우개에 건전지 2개를 꽂고 스냅을 끼웁니다.

[모터 돌리기]

1. 회전자 양쪽에 구슬을 각각 1개씩 끼우고 세워놓은 클립에 걸어놓습니다.

회전자의 끝을 구부려 주면 회전시 안정적입니다.

2. 회전자를 손으로 살짝 돌려봅니다.

1. 잘 돌아가지 않는 경우 회전자의 피복이 제대로 벗겨졌는지, 회전자가 곧게 펴져있는지 확인해 봅니다.

2. 전선의 피복을 벗길 때 도구에 손이 다치지 않도록 하고, 전선이 잘리지 않도록 주의하세요.

3. 실험에 사용한 자석은 자기력이 매우 강하므로 신용카드나 전자 제품에 가까이 하면 안됩니다. 부품의 다리에 손 등이 찔리지 않도록 주의하세요.

1. 회전자 양끝의 에나멜선 피복을 한쪽은 모두 벗기고, 다른 한쪽은 반만 벗기는 이유는 무엇일까요?

2. 모터의 회전자가 더 세게 회전하려면 어떤 조건이 필요할까요?

3. 모터가 회전하는 원리를 설명해봅시다.

전기에너지를 운동에너지로 바꾸어주는 기계를 모터(전동기)라고 합니다.

모터 내부의 코일에 전류가 흘러 전자석의 극이 만들어지면, 전자석과 영구자석 사이에 인력과 척력이 작용하여 전자석이 회전하게 됩니다.

에나멜선의 피복을 모두 벗기면 항상 코일에 전류가 흐르게 됩니다.

그러면 코일의 자기장도 항상 발생하게 되고, 코일 뭉치는 돌지 않고 자기장에 따라 자석에 붙는 방향으로 멈춰 버립니다. 코일이 돌 때 자석을 밀어내는 위치에서는 전류를 끊어야 하기 때문에 에나멜선의 반만 벗기는 것입니다 전류가 흐르지 않는 동안은 회전에 의한 관성으로 돌아가고, 전류가 흐르는 동안은 전자석이 형성되어 자기장의 힘으로 돌아가게 되는 것입니다.

모터가 더 세게 회전하려면 전압을 높여 흐르는 전류의 세기를 증가시키거나, 전자석을 이루고 있는 코일 감은 수를 증가시키거나, 자기력선이 강한 영구자석을 사용하여야 합니다.

또한 전지의 극을 바꾸어 전류의 방향을 바꾸면 모터의 회전 방향이 반대로 된답니다.