NPN 트랜지스터를 이용한 검전기 제작
Electroscope by Using NPN Transistor
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초록
중∙고등학교에서 정전기에 대한 실험을 할 때 주로 사용하는 것이 금속 박막 검전기이다. 그러나 학생들이 금속 박막 검전기에서 박막의 움직임을 명확하게 해석하는 것은 결코 쉽지 않다. 정전기에 대한 일반적 설명을 검전기의 사례에 적용하는 것은 쉽지 않으며 기초적인 수준에서 조차도 검전기의 해석은 비교적 복잡한 과정이다. 이러한 이유로 VMOS Power FET를 이용한 검전기가 개발되었고 이를 활용한 다양한 정전기 실험이 소개된 바 있다. 그러나 학생들이 FET의 원리를 이해하는 것은 매우 어렵기 때문에 VMOS 검전기는 “블랙 박스”처럼 될 수 있으며 또한 검전기 제작에 사용한 VN10KM은 우리나라에서 구하는 것이 쉽지 않다. 이 연구에서는 어디서나 쉽게 구할 수 있는 npn 트랜지스터를 이용하여 검전기를 제작할 수 있는 방법을 제시하고, 이 npn 트랜지스터를 이용한 검전기와 FET를 이용한 검전기를 비교하였다. 끝으로 npn 트랜지스터를 이용한 검전기를 사용하여 학생들과 함께할 수 있는 탐구 수업을 소개한다.
Abstract
The metal leaf electroscope is mainly used for experiments about static electricity in middle or high schools. However, students have evident difficulty in interpreting how a leaf electroscope works. It is not only easy to adapt the general explanation of electrostatic phenomena by the electroscope, but the proper interpretation even at an elementary level is also relatively complex process. An electrometer using a VMOS Power FET has been developed and proposed for various electrostatic experiments. However, the VMOS in the electrometer can become a “black box” because students have difficulty to understand all the electronic principles involved. Also, it is not easy to obtain a commercial VN10KM product in a Korea market. This study propose a method to make a electroscope using an npn transistor, which is easy to obtain at any place, and compare the electroscope using the npn transistor with the electrometer using the VMOS Power FET. Finally we suggest an inquiry class in which students can use the npn transistor electroscope.
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