전하 센서를 이용한 정전기 실험
Experiment on Electrostatics Using Charge Sensor
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초록
우리나라 교육과정 중 정전기에서 전류로 발전시키는 과정에서 교사와 학생들은 정전기와 전류를 별개의 개념으로 생각하는 문제점을 개선하기 위하여, 전하 센서를 이용하여 전하량을 측정하는 과정을 학습하도록 함으로써 둘 사이의 관계를 이해할 수 있도록 돕는 실험 과정을 개발하였다. 전하센서는 유도에 의한 전하 탐지와 외부 전원 장치에 의한 전하의 충전을 전하량 측정 장치로 측정하여 보여줌으로써 실제 전하의 이동을 알 수 있도록 하였다. 평행판 축전기를 만들어 정전기 유도와 충전에 의한 전하의 이동을 측정하여 볼 수 있도록 하였으며 여러 가지 형태의 축전기에서 정량 및 정성적 정전기 실험을 통해 전기용량을 측정할 수 있었다. 또한, 최근에 발표된 논문에서의 문제점과 개선 방향을 제시함으로써 전하의 이동에 대해 보다 정확한 개념을 갖도록 하였다.
Abstract
We have developed experimental process to let Korean students or teachers know an relation between electrostatics and current, which are considered independent concepts. We have used a commercial charge sensor to help them to have mental model for thinking real movement of charges by measuring charges induced or charged into various shaped capacitors. We have been able to measure capacitances of capacitors consisted of two parallel plates, which are dependent on plate area and separation. Also, by suggesting improved direction to problems of the paper reported recently, we could help them to have scientific concepts on movement of charges.
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