모둠원들과 논의한 내용을 정리하여 다른 모둠원들에게 발표할 수 있도 록 발표 자료를 OHP 필름에 작성합시다.
■ (활동)하이브리드 자동차 발전기 발표회 1) 동료평가
다른 모둠의 발표 내용을 듣고 그에 대한 평가를 해 봅시다.(점수는 20점 만점으로 합니다)
모둠이름 장점 보완점 내 점수는?
[지도상 유의점]
프리젠테이션 평가 활동을 할 때 학생 들에게 자신만의 적절한 기준을 가 지고 평가를 할 수 있도록 지도를 하 면 좋습니다. 독창 적인 일관된 기준 으로 평가하는 방 법을 알려주는 것 도 훌륭한 체험이 될 것입니다.
2) 자기평가
이번 활동에서 모둠 안에서 자기한 역할에 대해 스스로 되돌아보며 평가 해 봅시다.
평가점수 수행정도
5
(매우좋음)
4
(좋음)
3
(보통)
2
(나쁨)
1
(매우나쁨) 간이 발전기를 만드는 동안 성실히
수행했는가?
새로운 아이디어를 제시했는가?
내가 맡은 역할을 잘 수행 했는가?
모둠원들을 배려하며 의사소통을 잘 했는가?
장점
단점
Ⅷ
평가와 보상
■ 평가 1) 교사평가
간이 발전기 제작 과정과 하이브리드 자동차 발전기에 필요한 사항들을 제시하거나 발표자료 제작 및 그에 따른 전 과정에 걸쳐 교사가 체크리스트를 평가합니다.
평가대상 평가 항목
평가 대상 ( ) 5
(매우좋음)
4
(좋음)
3
(보통)
2
(나쁨)
1
(매우나쁨)
간이 발전기 제작
발전기가 갖추어야 할 조건을 만족하고 있는가?
회전이 원활하게 작동되는가?
발전기의 원리를 응용하여 성능을 향상시켰는가?
발표 태도 영역
목소리의 크기는 적당하였는가?
말의 속도는 적당하였는가?
올바른 태도를 보여주었는가?
시선의 처리는 잘 되었는가?
발표자료의 구성
목적에 맞게 제작되었는가?
구성이 논리적인가?
발표 내용
하이브리드 자동차가 갖추어야 하는 발전기 의 조건을 논리적으로 설명하는가?
자신이 생각하는 하이브리드 자동차의 발전 기의 조건을 독창적으로 제시하였는가?
자신이 생각하는 하이브리드 자동차의 발전기의 조건을 논리적이고 설득력 있게 전달하는가?
정의적 태도 모든 활동에서 모둠원들을 배려하며 협업을 잘 진행하는가?
2) 동료평가
학생들이 다른 모둠에 대한 평가점수를 모둠원들별로 반영합니다.
3) 자기평가
자기평가의 Likert 척도 점수를 10점 만점으로 환산하여 반영합니다.
■ 보상
■ 전자기 유도 현상
전자기 유도 현상이란 도체의 주변에서 자기장을 변화시켰을 때 전압이 유도되어 전류가 흐르는 현상을 말합니다. 외르스테드에 의해 전류가 자기 장을 형성한다는 사실이 알려지면서 자연스럽게 자기장을 이용해 전류를 만들 수 있지 않을까 하는 의문이 생겨나게 됐고, 이후 각각 전선 코일 속 에 자석을 넣었다 뺐다 하는 단순한 운동으로 전선
속에 전류가 흐른다는 사실이 패러데이와 헨리에 의 해 발견되었습니다. 이때 코일에 대한 자석의 상대 적인 운동에 의해 자기장의 변화가 생기게 되고, 바 로 이 변화에 의해 기전력이 만들게 되는 것입니다.
기전력은 자석이 도체 주위를 움직이거나 도체가 자 석 주위를 움직이는 두 가지 경우 모두에 의해 유도 되는데, 이를 통해 도선에 유도전류가 흐르게 되는 것입니다.
도선에 흐르는 전류의 크기는 코일에 감긴 전선의
수와 코일을 통과하는 자기장의 시간당 변화율에 비례합니다. 이처럼 전자 기유도에 의해 회로 내에 유발되는 기전력의 크기는 회로를 관통하는 자 기력선속의 시간적 변화율에 비례하며, 이는 이 사실을 처음 발견한 패러 데이의 이름을 따 ‘패러데이의 법칙’이라고 부릅니다..
■ 직류 발전기의 원리
원동기를 이용해 코일을 축을 중심으로 시계 방향으로 v의 속도로 회전시키면 길이 의 코 일변에는 플레밍의 오른손 법칙에 의해 e = vB [v]의 유도 기전력이 발생합니다. 코일에 전류가 흐르게 되면 자속 밀도B와 코일 사이 에 플레밍의 왼손법칙에 따른 기전력이 작용 하여 회전방향 반대의 힘이 발생됩다. 따라서 발전을 지속하려면 이 힘을 극복할 힘을 외부 에서 지속적으로 공급해 주어야 합니다.
[출처]
두산백과 – 전자기유도
교사용 참고자료
직류 발전기는 교류 발전기의 슬립링 대신 오른쪽 그림과 같이 2조각의 정류자를 연결 합니다. 코일의 양쪽 끝을 각각 정류자편에 한쪽씩 연결하고 양쪽에 브러시를 접촉시켜 직류 전류를 얻게 됩니다. 코일이 회전하여 자리를 서로 바꾸어도 브러시는 항상 고정된 위치에서 정해진 코일과 접촉하므로 얻어지
는 전류는 방향이 바뀌지 않는 직류가 되는 것입니다.
1) 직류 발전기의 종류
직류 발전기의 자극은 전자석을 사용하는데 전자석을 만드는 여자 방식 에 따라 자여자 발전기와 타여자 발전기로 분류합니다.
자여자 직류 발전기 계자 권선의 여자 전류를 자기 자신의 전기자 유 기 전압에 의해 공급하는 발전기
타여자 직류 발전기 독립된 직류 전원에 의해 계자 권선을 여자시키 는 발전기
2) 용어
- 여자 : 권선에 전류를 통해서 자속을 발생 시키는 것 - 자속 : 어떤 면을 지나는 자력선 수
- 계자권선 : 자속을 발생시키기 위해서 주자극 또는 보극에 감은 권선 - 전기자 : 철심과 권선으로 되어 있으며 자력선과 코일이 교차하는 자속
과 상대적 운동에 의해 기전력을 발생하는 부분
■ 교류 발전기의 원리
직류 발전기와 마찬가지로 원동기로 코일을 축 을 중심으로 시계방향으로 v의 속도로 회전시키 면 길이 의 코일변에는 플레밍의 오른손 법칙에 의해 e = vB [v]의 기전력이 발생됩니다. 코일에 전류가 흐르게 되면 자속밀도 B와 코일 사이에 플레밍의 왼손 법칙에 따른 기전력이 작용하여
정류자에 의해 정류가 되어 직류 전압이 유기 되지만 교류 발전기는 슬립 링에 의해 회전 시 극성이 교번되는 교류 기전력이 유기됩니다.
■ 발전기의 구조
직류 발전기의 구조를 살펴보면 아래의 그림과 같습니다.
결국 발전기의 구조는 지난 시간에 배운 모터의 구조와 기본적인 구성에 대해서는 차이가 없습니다. 다만 모터가 전기를 이용해 회전력을 만들어 낸다면 발전기는 회전력을 가지고 전기를 생산하는 것입니다. 실제로 모터 는 발전기에서 발생한 실수로 만들게 되었다는 역사적 사실도 알 수 있습 니다.
■ 자동차에 사용되는 발전기
자동차에서 발전기는 어떻게 이용될까요? 그림 과 같이 발전기는 자동차의 구동 벨트와 연결되 어 있습니다. 자동차 엔진이 움직이면서 자연스 럽게 발전기도 회전하기 때문에 발전기는 효율 적인 전기 생산을 할 수 있습니다. 이렇게 생산 된 전기는 자동차 배터리를 충전하는 역할을 하 거나 각종 전기, 전자 장비를 움직이는데 사용됩 니다.
■ 하이브리드 자동차에서 발전기의 역할
하이브리드 자동차에서 발전기의 역할을 상활별로 알아보면 그림과 같다.