[디지털과학] 고등2_물리1_전자기 유도와 페러데이 법칙(과학 실험)

안녕하세요~ 메이크잇나우 입니다.

저희는 자체적으로 개발된 보드와 약 40여종의 센서를 보유하고 있는데요.

이를 활용하여 2022년 개정판이 적용된 초등학교 부터 고등학교 과학까지 디지털측정이 가능한 탐구실험들을 선별하여

모두 디지털로 손쉽게 측정하는 방법에 대해 알려드리려고 합니다.

저희 센서로 어느 실험까지 측정할 수 있는지 같이 보실까요??

오늘은 고등학교 2학년 / 물리1 / 4단원. 전기와 자기 / 전자기 유도와 패러데이 법칙 실험을 하려고 합니다.

 

 

■ 실험에 필요한 장치

헥사보드와 전류측정센서를 활용하여 실험을 진행할거고,

데이터는 이지블록스 DATA탭 에서 5ms (1초에 200개)의 데이터를 측정하도록 하겠습니다.

측정된 데이터는 실시간으로 데이터를 확인하고, 엑셀에서도 그래프로 나타내 보겠습니다.

실험장치 : 헥사보드, 전류측정센서, 코일, 자석

헥사보드 HEXABOARD IoT, AI 교육용 보드 - 교과연계, 인공지능, 데이터 사이언스 교육 만능 코딩 교육

데이터 확인 : 이지블록스, 엑셀

Easy Blocks

 

 

■ 유도기전력이란?

유도기전력은 자석을 코일에 넣거나 뺄때 자기장이 변하게 되는데, 이때 코일에 발생하는 전압(V)을 말합니다.

'패러데이의 전자기 유도 법칙' 으로 유도기전력을 구할 수 있는데,

유도기전력 = -코일을 감은수 x 자석의 속도 / 시간

으로 구할 수 있으며, 자속은 자기장의 세기 x 면적으로 구할 수 있습니다.

앞에 - 부호가 붙는 까닭은, 렌츠의 법칙 (자석을 코일쪽으로 넣으면, 코일의 변화를 막기 위해 반대 방향의 자기장을 만듬) 으로

설명할 수 있습니다.

 

 

■ 실험장치 세팅하기

 

헥사보드의 전류측정센서는 I2C로 연결되어 값을 측정할 수 있으며,

5ms (1초에 약 200번)의 데이터를 측정할 수 있습니다.

코일의 양 끝에 선을 하나씩 물려놓고, 안쪽에 자석을 통과하며 값을 측정해 봅니다.

 

 

■ 데이터 측정하기

이지블록스 홈페이지에는 DATA를 측정하는 탭이 있어

실시간으로 그래프 및 데이터를 확인할 수 있습니다.

좌측 상단의 [기록시작] 버튼을 누르고, 자석이 코일을 통과하는 순간부터 500개의 데이터를 읽어들여

데이터 수집이 끝나면 자동으로 그래프를 그려주도록 하였습니다.

그리고 실험이 끝나면 해당 데이터를 확인하고, 엑셀로 내보내서 그래프도 그려보겠습니다.

 

 

■ 실험하기

간단하게 실험할 수 있는 장치를 만들었는데요.

실험영상 한번 보실까요?

헥사보드 전류측정센서를 활용한 유도기전력 측정하기

 

500개의 데이터가 모두 수집이 되면, 자동으로 데이터를 보내고 이에따라 그래프가 그려집니다.

해당 데이터는 [데이터 내보내기]를 통해 엑셀로도 보낼 수 있습니다.

엑셀에서는 500개의 데이터가 들어오며, 이를 원하는 형태의 그래프로 표현할 수 있습니다.

이렇게 자석의 방향에 따라 그래프의 형태가 반대로 변하는것을 쉽게 확인할 수 있습니다.

 

다른 실험이 궁금하시거나, 해당 키트가 궁금하시다면 카카오톡 메이크잇나우 로 연락주세요 :)

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