Œ ½Ñ ÷ M X ê s S P c l× D ƒ »S X ê sV 4 ® o õ m Í € ¾Ž Ö « Ê Ý] K ¡ W _ Ë< 0 • ¤° n É; c8 ý X ì Ä “ Ó Þ

 5 Z 4, pp. 497∼504

 ¹

Œ ½Ñ ÷  M X ê s S P c l× D ƒ »S X ê sV  4 ®  o õ m Í € ¾Ž Ö « Ê Ý] K ¡ W _ Ë< 0 • ¤° n É; c8 ý X ì Ä “ Ó Þ

ƒ

‘

š G ž B­ £ · ¦ %
 @ ž B

"

fÖ  ¦ “ §¹ ¢ ¤ @ /† < Ɠ § õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤ õ , " fÖ  ¦ 137-742

T

0 ¼ D® £

"

fÖ  ¦ » 1 Ñ1 l x œ í1 p x † < Ɠ §, " fÖ  ¦ 153-808

(2010¸   3 Z 4 3{ 9  ~ à Î6 £ §, 2010¸   4 Z 4 30{ 9  à º& ñ ‘ : r ~ à Î6 £ §, 2010¸   5 Z 4 20{ 9  > F  S X ‰& ñ )

„

 À Óü < „  À Ó\  _ K  µ 1 ÏÒ q t÷ &  H  l  © œ`  ¦ è  H Ü ¼– Ð › ' a8 £ ¤ # Œ “ §Ã º† < Æ_ þ v6   x “ §½ ¨– Ð  Ö ¸6   x s  0 p x ô  Ç „   À

Ó x 9   l  © œ ³ ðr  © œu \  ¦ ] j Œ • “ ¦, œ í1 p x õ † < Æ % ò F  † < Æ/ å L _  à º\ O \  “ §À Ó „  À Ó x 9   l  © œ > h¥ Æ `  ¦ [ O 

"

î l  0 AK  ] j Œ •  ) a  © œu \  ¦ & h 6   x % i  . s   © œu   H 2 > h_  µ 1 Ï F  g  s š ¸× ¼\  ¦ " f– Ð % i ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð ƒ     

“

¦, _ " t Y U” ¸s × ¼  ï{ 9 õ  ƒ     % i “ ¦,  ï{ 9  Šҁ  \   H
g Ë >ì ø Ís  Z  ~ # Œ e ”   H ½ ¨› ¸s  . † < ÆÒ q t[ þ t s  ’ < H Ü ¼– Ð [ 

t  9 µ 1 τ  ½ + É Ã º e ”   H ½ ¨› ¸_  µ 1 τ  l \  ¦ “ §À ӄ  " é ¶ Ü ¼– Ð  6   x % i  . s   © œu \  ¦ œ í1 p x õ † < Æ % ò F  † < Æ/ å L

\

 & h 6   x K  ‘ : r   õ  † < ÆÒ q t[ þ t s  “ §À Ó „  À Óü <  l  © œ > h¥ Æ `  ¦ s K    H X < • ¸¹ ¡ § s  ÷ &  H  כ Ü ¼– Ð › ¸ ÷ &% 3  .

Ù þ

˜d ” # Q: “ §À Ó,  l  © œ, r y Œ • o  © œu , µ 1 Ï F  g  s š ¸× ¼,
g Ë >ì ø Í, œ í1 p x õ † < Æ % ò F   1 l x

Development of Visual Aids for Electric Current and Magnetic Field, and Their Applications to Science Classes for Elementary Science-gifted Children

I. -W. Park ^∗ · D. G. Gu

Department of Science Education, Seoul National University of Education, Seoul 137-742

H. J. Lee

Top-Dong Elementary School, Seoul 153-808

(Received 3 March, 2010 : revised 30 April, 2010 : accepted 20 May, 2010)

The purpose of this study is to develop visual aids for the electric current and the magnetic field and to apply them to science classes for elementary science-gifted children to explain easily the concepts of both an alternating current and a magnetic field. The visual aid for the electric current and the magnetic field consists of two light-emitting diodes connected to each other in reverse direction, a solenoid, and compasses located around the solenoid. An alternating current generator, which can generate an alternating current manually, was manufactured and used as an alternating current source. The apparatus was shown to be very helpful for elementary science-gifted children to understand the concepts of both an alternating current and a magnetic field.

PACS numbers: 01.40.Ej, 01.50.My

Keywords: Alternating current, Magnetic field, Visual aid, Light-emitting diode, Compass, Elementary science-gifted children

∗

E-mail: [email protected] -497-

I. " e  ] Ø

/ å

L5 Å q y  ”  ' Ÿ ÷ &  H t d ”  & ñ ˜ Ð o r @ /\  ¦ ´ ú   [ j> & h Ü ¼

–

Ð ] jô  ǝ ) a Ó ü t& h  כ ¹™ è\ " f è  H`  ¦ [  t  9 Á ºô  Çô  Ç 0 p x$ í s  e ” 



 H “  F  € ª œ$ í \  “ : r j Ë µ`  ¦ l Ö  ¦ s “ ¦ e ”  . s  Qô  Ç   r& h  ì

 r 0 Al  5 Å q \ " f % ò F “ §¹ ¢ ¤ _  ×  æ כ ¹$ í s   Òy Œ •÷ &“ ¦ e ”   [1].

Ä

ºo 
 \ " f  H 2000¸   1 Z 4 % ò F “ §¹ ¢ ¤”  < É ªZ O s  ] j& ñ ÷ &

“

¦, 2002¸   4 Z 4 % ò F “ §¹ ¢ ¤”  < É ªZ O r ' Ÿ § î s  / B N Ÿ í · r ' Ÿ ÷ &

#

Q % ò F “ §¹ ¢ ¤ _  Z O & h  · ] j• ¸& h  l d  ¦ s   º  ÷ &% 3  . s Ê ê 2005¸   % ò F “ §¹ ¢ ¤”  < É ªZ O > h& ñ î ß –s  ² D G  r\ " f : Ÿ x õ ÷ &# Q p  f

 ¨ ô  Ç & h `  ¦ ˜ Ð ¢ - a “ ¦, 2007¸   õ † < Æ% ò F  µ 1 ÏÏ ã J · ¹ ¢ ¤$ í 7 á x ½ + Ë

>

 S \ ‰`  ¦ à ºw n  “ ¦, 2007¸   12 Z 4 ] j2  % ò F “ §¹ ¢ ¤”  < É ª7 á x ½ + Ë

>

 S \ ‰`  ¦ / B N Ÿ í “ ¦ % ò F “ §¹ ¢ ¤ _  | 9  ] j“ ¦ü < ? /z  ´ o\  ¦ 0 Aô  Ç 5 @ / Æ Ò”  „  | Ä Ì x 9  13> h [ j Òõ ] j\  ¦ ] jr  % i  . 2008¸   5 Z 4 ‰ & ³F  % ò F † < Ɠ §ü < “ §¹ ¢ ¤ õ † < Æl Õ ü t Â Ò s ü @_   Ò% ƒ t 

"

é

¶   H { 9 Â Ò % ò F “ §¹ ¢ ¤" é ¶`  ¦ ] jü @ “ ¦ œ í1 p x † < ÆÒ q t 27,010" î ,

×

 æ † < ÆÒ q t 25,263" î , “ ¦1 p x † < ÆÒ q ts  2,353" î 1 p x 8 ú x 54,626" î s  r

• ¸“ §¹ ¢ ¤' õ A x 9  @ /† < Æ_  % ò F “ §¹ ¢ ¤" é ¶ õ  % ò F † < Æ/ å L 1 p x \ " f % ò F

“ §¹ ¢ ¤`  ¦ ] j/ B N ~ à Γ ¦ e ”   [1].

Travers  H õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤ _  ƒ  ½ ¨õ & ñ `  ¦ p r õ & ñ , r õ 

&

ñ ,  r õ & ñ Ü ¼– Ð ] jr  % i  . p r õ & ñ “ É r õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤ _  Ù þ

˜d ” “   õ † < Ɔ < Æ_ þ v`  ¦ ´ ú ˜  9, [ jì  r # Œ ˜ Ѐ   t d ” , „ à н ¨

§

4 , I • ¸, l 0 p x _  † < Æ_ þ v Ü ¼– Ð
è  H  . r õ & ñ “ É r · ú ¡_  p  r

õ & ñ s  { 9 # Q
• ¸2 Ÿ ¤ • ¸ü <Šҍ  H õ † < Æà º\ O `  ¦ ´ ú ˜ “ ¦, à º

\ O

_  ? /6   x, @ / © œ_  ƒ  § î , l 0 p x \     y Œ •y Œ • [ jì  r  o  0

p

x  .  r õ & ñ “ É r r õ & ñ “   à º\ O s  ˜ Ð  ´ òõ & h Ü ¼

–

Ð Ã º' Ÿ ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ • ¸ü <Šҍ  H õ † < Æà º\ O  t " é ¶ õ & ñ `  ¦ ´ ú ˜  9, '

Ÿ & ñ · F & ñ & h “     “  [ þ t s 
   r · ë  H  o& h “   ¨ 8 Š ⠁  “   [

þ

t s  s  õ & ñ \  K { © œ  ) a   [2]. Travers_  ì  r À Ó\  ¦ • ¸{ 9  

#

Œ % ò F “ §¹ ¢ ¤`  ¦ ”  é ß – €   ‰ & ³F _  % ò F “ §¹ ¢ ¤ _  › ' a d ” “ É r   r

õ & ñ \  œ í& h `  ¦ ´ ú Æ Ò# Q % ò F “ §¹ ¢ ¤ _  S X ‰ @ /
 Ø Ÿ ‚ ½ Ó`  ¦ 0 A ô

 Ç   “  [ þ t \  | 9 ×  æ ÷ &“ ¦ e ”  “ ¦ ½ + É Ã º e ”  . s % ƒ! 3  € ª œ& h “   Ø Ÿ

‚ ½ Ós  s À Ò# Qt “ ¦ e ” t ë ß –,  f ”  õ † < Æ % ò F “ §¹ ¢ ¤ \ " f p  r

õ & ñ s 
 r õ & ñ \  @ /ô  Ç › ' a d ” “ É r ´ ú §s   Ò7 á ¤  . Ó ü t



: r à º\ O  ü @& h “    Òì  r \ " f_  t " é ¶ • ¸  f ”   Ò7 á ¤ t ë ß –,  8 Ô

 ¦ # Q à º\ O   ^ ‰\  € 9 כ ¹ô  Ç  כ s  Á º% Á s  9, s \  ¦ 0 AK  Á º

% Á

`  ¦ K     H t \  @ /ô  Ç ë  H ] j\ • ¸ › ' a d ” `  ¦ 4 R  ô  Ç .

% ò

F “ §¹ ¢ ¤ ~ ½ ÓZ O \   H ß ¼>  › ¸l  ”  / å L õ  › ¸l  a % ¦\ O õ  ° ú  

“ É

r 0 p x§ 4 Z >  5 Å q”  † < Æ_ þ v õ  d ”  o† < Æ_ þ v Ü ¼– Ð
Ð ü t à º e ”  . d ”  o

†

< Æ_ þ v“ É r % ò F [ þ t \ >  ´ ú §“ É r  â + « >`  ¦ Á ú ¢`  ¦ à º e ” • ¸2 Ÿ ¤   H ~ ½ Ó Z O

Ü ¼– Ð { 9 ì ø Í † < Ɠ §\ " f• ¸ ~ 1 >  ] X   H ½ + É Ã º e ”   [3].

õ

† < Æ Ã º\ O `  ¦ 0 Aô  Ç z  ´+ « >  © œu _   â Ä º\  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ѐ   % ò F 

“

§¹ ¢ ¤ \ " f  6   x “ ¦ e ”   H z  ´+ « >  © œu   H % ò F  à º\ O `  ¦ 0 AK 

>

hµ 1 Ï  ) a Z > • ¸_  z  ´+ « >  © œu  \ O l \  { 9 ì ø Í † < Ɠ §_  z  ´+ « >  © œ u

_  à ºï  r`  ¦ # Á # Q
t  3 l w “ ¦ e ”  . · ú ¡\ " f ƒ  / å L ô  Ç  כ % ƒ

!

3  à º\ O _  d  ¦`  ¦ ë ß –× ¼  H { 9 \  | 9 ×  æ  ˜ Ðm  à º\ O   ^ ‰ ? /

\

" f  6   x ½ + É Ã º e ”   H  © œu  x 9  “ §½ ¨_  > hµ 1 ϕ ¸ p f  ¨  .

Û

 æ  Òô  Ç õ † < Æ † < Æ_ þ v ¨ 8 Š â `  ¦ ] j/ B N l  0 Aô  Ç ~ ½ Ó¼ # _  
– Ð

†

< Æ_ þ v ´ òõ  8 A# Qè ß – a % ~“ É r z  ´+ « > “ §½ ¨  H õ † < Æ& h  > h¥ Æ `  ¦ ç ß – é ß

–ô  Ç › ¸ Œ •  Ö ¸1 l x`  ¦ : Ÿ x K  † < Æ_ þ v ½ + É Ã º e ” l  M :ë  H \  a % ~“ É r õ 

†

< Æ Ã º\ O \  € 9 à º& h s   [4].

œ

í1 p x õ † < Æ % ò F  1 l x õ  { 9 ì ø Í † < ÆÒ q t_  Ó ü t o  % ò % i _  š ¸> h

¥ Æ

\  › ' a ô  Ç ƒ  ½ ¨\ " f  $ 3 > h¥ Æ õ  „  À Ó_  [ jl \ " f õ † < Æ

% ò

F  1 l x s  { 9 ì ø Í † < ÆÒ q t\  q K  > h¥ Æ _  s K • ¸ Z  } € Œ ¤Ü ¼

, „  ½ ¨_  # î § > =ƒ    õ  „  À Ó\  _ ô  Ç  l & h  ´ òõ \  @ /ô  Ç

>

h¥ Æ “ É r { 9 ì ø ͆ < ÆÒ q tõ  Ä »_ p ô  Ç s \  ¦ ˜ Ðs t  · ú §€ Œ ¤“ ¦ ´ ú §

“ É

r † < ÆÒ q t[ þ t s  õ † < Æ& h  š ¸> h¥ Æ `  ¦ ° ú “ ¦ e ”   H  כ Ü ¼– Ð › ¸ ÷ &

% 3   [5].

]

j7  õ † < Æõ  “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ _  Ó ü t o  ? /6   x _  & h & ñ $ í ì  r$ 3 \ 

"

f• ¸ œ í1 p x õ & ñ \ " f † < ÆÒ q t[ þ t s  Ö ¼z l \  Ó ü t o  % ò % i s   

 É

r % ò % i \  q K  q 5 p w ô  Ç & ñ • ¸s 
, „   l ü < › ' aº   ) a ì  r



“   œ í1 p x † < Ɠ § 6† < Ƹ  \ 
š ¸  H î„   $ 3 ï é ß –" é ¶ _   â Ä º é ß –

"

é

¶Z >  ? /6   x à ºï  r x 9  † < ÆÒ q t_  < É ª p • ¸\  @ /K  “ § _  70.4%

 # Q§ >  “ ¦ ² ú š   % i  . ×  æ † < ÆÒ q t õ & ñ \ " f• ¸ † < ÆÒ q t[ þ t“ É r Ó

ü

t o  é ß –" é ¶`  ¦ # Q 90 > “ ¦ e ” “ ¦, Ó ü t o  ì  r  _  < É ª p • ¸\  @ / ô

 Ç › ¸ \ " f ×  æ † < Ɠ § 3† < Ƹ   õ & ñ _  î„  À Ó_   Œ •6   xï é ß –" é ¶`  ¦ 48.7% _  † < ÆÒ q t[ þ t s  F p \ O  “ ¦ ¨ î  % i   [6].

Õ

ª QÙ ¼– Ð † < ÆÒ q t[ þ t _  Ó ü t o  ì  r  _  < É ª p • ¸ x 9  s K • ¸\  ¦ ]

j“ ¦ l  0 AK " f  H # Q‹ "   כ Ü ¼– Ð z  ´+ « >`  ¦ Ö ¼
 ×  æ כ ¹ ô

 Ç כ ¹™ è | ¨ c  כ s  . õ † < Æõ  z  ´+ « > à º\ O _  ë  H ] j& h `  ¦ t 

&

h    H ƒ  ½ ¨\ " f z  ´+ « > l ½ ¨ x 9  F « Ñ 
_  " é ¶ “  s  

“

¦ % i   [7,8]. Õ ªo “ ¦ ‘ : r ƒ  ½ ¨ü < › ' aº   ) a „   l  é ß –" é ¶ _

 z  ´+ « >\ " f µ 1 ÏÒ q t   H ë  H ] j_  " é ¶ “   î  r X < † < ÆÒ q t[ þ t s  ' Í



 P :– Ð g 1 L  H  כ s  z  ´+ « > l ½ ¨ x 9  F « Ñ M :ë  H s  9, 70% & ñ

•

¸_  “ §  z  ´+ « > l ½ ¨
 F « Ñ_  & ñ S X ‰$ í \   Ò& ñ & h “   I 

•

¸\  ¦ ˜ Ðs   H  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤  [9].

z 

´+ « > F « Ñ
  © œq _  ë  H ] j& h `  ¦ K    l  0 AK " f  H z  ´ +

« >\   6   x   H l  F 
 “ §½ ¨\  ¦ v à Ô o½ + É € 9 כ ¹ e ”  .

z 

´+ « > v à Ô\  ¦ s 6   x ô  Ç Ã º\ O _   © œ& h “ É r à º\ O  r ç ß –`  ¦ é ß –» ¡ ¤ r 

~ 

´ à º e ” Ü ¼ 9, ‘ : r à º\ O õ  › ' a > \ O   H ' Ÿ 1 l x`  ¦ ×  ¦ # Œ † < ÆÒ q t[ þ t s

 † < Æ_ þ v \   8¹ ¡ ¤ | 9 ×  æ ½ + É Ã º e ” “ ¦, " î S X ‰ ô  Ç z  ´+ « >   õ \  ¦ % 3 



 H X < e ”  . s  Qô  Ç  © œ& h “ É r   õ & h Ü ¼– Ð † < ÆÒ q t[ þ t _  † < Æ\ O $ í 2

[\  ¦ Z  } s   H X < ´ òõ & h s % 3  “ ¦ ˜ Г ¦÷ &% 3   [7,10].  



" f ´ òÖ  ¦& h “   z  ´+ « > v à ԍ  H “ § \ >  à º\ O   Ò{ Œ ™  â y Œ ™, r  ç

ß – ] X €  •, ´ òÖ  ¦& h “   “ §Ã ºZ O s  ÷ & 9, † < ÆÒ q t\ >   H   ñl d ” `  ¦



F G “ ¦ † < Æ\ O $ í 2 [• ¸\  ¦ ] j“ ¦½ + É Ã º e ” >  ô  Ç .

„

 l  x 9  „   l ü < › ' aº  ô  Ç š ¸> h¥ Æ “ É r œ í1 p x † < ÆÒ q t Ò'  @ /

†

< ÆÒ q t, “ § \  s Ø Ôl  t  B Ä º V , >  ì  r Ÿ í “ ¦ e ”   [5, 11]. ¢ ¸ô  Ç õ † < Æ% ò F  † < ÆÒ q ts 
 õ † < Ɠ ¦1 p x † < Ɠ § † < ÆÒ q t[ þ t • ¸ { 9  ì

ø Í † < ÆÒ q t[ þ t ˜ Ð 
“ É r ¼ # s l   H t ë ß – % i r  š ¸> h¥ Æ `  ¦ 

t

“ ¦ e ”   H  כ Ü ¼– Ð ˜ Г ¦÷ &% 3   [5]. s  Qô  Ç š ¸> h¥ Æ `  ¦   



or v l  0 Aô  Ç ´ òõ & h “   z  ´+ « >  © œu  • ¸{ 9  ) a  €   † < ÆÒ q t [

þ

t _  š ¸> h¥ Æ `  ¦ õ † < Æ& h  > h¥ Æ Ü ¼– Ð  Ë ¨  H X < • ¸¹ ¡ § s  | ¨ c  כ s

 .

s

\  ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H õ † < Æ % ò F [ þ t \ >  „   l \  › ' a ô  Ç

&

ñ S X ‰ ô  Ç > h¥ Æ  _ þ v1 p q \  Ä »6   x ô  Ç „  À Ó x 9   l  © œ r y Œ • o ³ ðr 



© œu \  ¦ > hµ 1 Ï “ ¦ œ í1 p x õ † < Æ % ò F  1 l x[ þ t \ >  “ §À Ó x 9  “ § À

Ó  l  © œ\  › ' a ô  Ç d ”  o† < Æ_ þ v \  & h 6   x # Œ, s   © œu  „    l

 à º\ O \  ´ òõ & h “  t \  ¦ › ¸  “ ¦  ô  Ç .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f > hµ 1 Ï  ) a  © œu   H œ í1 p x õ & ñ \  f ” ] X 
š ¸t   H

· ú

§t ë ß – œ í1 p x õ & ñ õ † < Æõ  6† < Ƹ   î„   $ 3 ï é ß –" é ¶ _  d ”  o õ 

&

ñ \  œ í1 p x “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ ? /\ " f ‚ à Г ¦ « Ñ 1 p x _  + þ AI – Ð ] jr 

÷

&# Q & ñ ½ © à º\ O r ç ß –\  & h 6   x   H  כ “ É r  ™ è Á ºo  e ” t  ë

ß –, d ”  oà º\ O Ü ¼– Ð % ò F ì ø Í_  à º\ O  « і Ð  Ö ¸6   x   H X < ë  H ]

j \ O “ ¦,  © œu   H ç ß –é ß – t ë ß – ×  æ1 p x õ & ñ \ " f  € ª œô  Ç + þ A I

_  d ”  o  « і Ð  Ö ¸6   x s  0 p x  “ ¦ ó ø Íé ß –  ) a  .

II. Ž ì ŏ Œ U ê s0 n É

‘

: r ƒ  ½ ¨_  @ / © œ“ É r “ §¹ ¢ ¤ @ /† < Ɠ § õ † < Æ% ò F “ §¹ ¢ ¤" é ¶ ™ è 5

Å

q _  % ò F " é ¶ { 9 † < Æ 1¸    2> h ì ø Í ™ è5 Å q _  39" î s  . s [ þ t _

 † < Ƹ  Z >  “  " é ¶ à º  H 4 † < Ƹ   2" î , 5† < Ƹ   10" î , 6† < Ƹ   27" î s

“ ¦, $ í Z > – Ѝ  H z Œ ™ . y Œ •y Œ • 32" î õ  7" î s  .

‘

: r ƒ  ½ ¨  H „  À Ó x 9   l  © œ r y Œ • o  © œu _  > hµ 1 Ïõ  s \  ¦ õ

† < Æ % ò F \ >  & h 6   x   H  Òì  r Ü ¼– Ð ÷ &# Q e ”  .  © œu   H „  



l † < Æ › ' aº   s  : r`  ¦ ‚ à Г ¦ “ ¦ [12], { 9 ì ø ͆ < Ɠ §\ " f ½ ¨{ 9  s

 0 p x ô  Ç MBL (Micro-computer Based Laboratory)  © œ q

\  ¦ s 6   x K  $ í 0 p x`  ¦ & h  Ž  €  " f # Œ Q Y V_  à º& ñ `  ¦   5

g ] j Œ • % i  . à º\ O  & h 6   x „   · Ê ê_   Ž  \  ¦ 0 AK  ‚  ' Ÿ 

ƒ

 ½ ¨\  ¦  Ž ž Ð “ ¦, “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ `  ¦ ì  r$ 3 K " f l ” > r _   Ž  • ¸

½

¨ [13]\ " f ‘ : r ƒ  ½ ¨\  & h ½ + Ëô  Ç ë  H † ½ Ó`  ¦ ‚  Z > ô  Ç + ' à º& ñ 

%

i “ ¦, € 9 כ ¹ô  Ç ë  H † ½ ӓ É r f ” ] X  > hµ 1 Ï % i  .  Ž   ë  H † ½ Ó ×  æ µ 1 Ï F 

g  s š ¸× ¼(Light Emitting Diode, LED)ü < › ' aº   ) a † ½ Ó3 l q

“ É

r õ † < Æõ  “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ \   H \ O t ë ß – > hµ 1 Ïô  Ç  © œu \ " f ×  æ כ ¹ ô

 Ç % i ½ + É`  ¦ Ù ¼– Ð œ í1 p x † < Ɠ § z  ´õ  5† < Ƹ  _  “ §¹ ¢ ¤ ? /6   x`  ¦ ‚ à Ð

“

¦ % i   [14]. ë  H † ½ ӓ É r 20 ë  H † ½ ÓÜ ¼– Ð ‚   + þ A 11, é ß –² ú š+ þ A 9 ë

 H † ½ ÓÜ ¼– Ð ½ ¨$ í ÷ &% 3 Ü ¼ 9 ‰ & ³f ”  “ §  x 9  õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤ „  ë  H  _

  Ž ž Ð\  ¦  ' ¬ I .

>

hµ 1 Ïô  Ç  © œu  x 9   Ž  • ¸½ ¨_   { © œ• ¸\  ¦ & h  Ž  l  0 AK  1

l x{ 9 ô  Ç % ò F “ §¹ ¢ ¤" é ¶ ™ è5 Å q _  F † < ÆÒ q t 2> hì ø Í 36" î `  ¦ @ / © œÜ ¼

–

Ð Ã º\ O `  ¦ z  ´r  % i  . Õ ª   õ \  ¦  „ ½ ÓÜ ¼– Ð  © œu _  î ß –& ñ

$ í

€  \ " f _ " t Y U” ¸s × ¼  ï{ 9 `  ¦ | “ ¦ >  “ ¦& ñ r (  “ ¦,  Ž 



t  { 9 Â Ò ë  H † ½ Ó_  > p w`  ¦ " î S X ‰ >  “ §& ñ   H 1 p x { 9 Â Ò ˜ Ð ¢ - a

# Œ ‘ : r à º\ O \  & h 6   x % i  . ‘ : r à º\ O _   „   x 9   Ê ê\ 

—

¸¿ º  Ž  \  ¦ z  ´r  # Œ q “ § · ì  r$ 3  % i  .

Fig. 1. A manufactured alternating current generator employing both a solenoid and rotating magnets.

III. Ž ì ŏ Œ + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

1.  ¹ Å Ì ¦ R X ê sV 8 ý 4 ®  o

z 

´+ « >\ " f f ” À Ó\  ¦ „  " é ¶ Ü ¼– Ð  6   x ½ + É M :  H | „  t \  ¦   6

 

x €   ÷ &Ù ¼– Ð Z > • ¸– Ð > hµ 1 Ͻ + É € 9 כ ¹ \ O # Q, ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f



 H „  " é ¶  © œu – Ð" f “ §À Ó „  " é ¶  © œu ë ß –`  ¦ > hµ 1 Ï % i  .

“

§À Ó „  " é ¶  © œu \  ¦ > hµ 1 φ < Ê\  e ” # Q þ jÄ º‚  & h Ü ¼– Ð “ ¦ 9 ô

 Ç  † ½ ӓ É r “ §À Ó\  _ ô  Ç „   l  Ä »• ¸ ‰ & ³ © œ`  ¦ ¹ ¢ ¤ î ß –Ü ¼– Ð f ”  ] X

 S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” # Q    H  כ s % 3  . s \  ¦ 0 AK " f  H 1 Hz

&

ñ • ¸_  ± ú “ É r Å Ò à º % ò % i `  ¦ t   H “ §À Ó „  " é ¶  © œu  € 9  כ

¹  .

{ 9

ì ø Í& h “   µ 1 τ  l _  — ¸+ þ A“ É r  ï{ 9 `  ¦ y Œ ™  “ ¦o  — ¸€ ª œ_  _

"

t Y U” ¸s × ¼\  ¦ ë ß –Ž  H Ê ê ? / Ò\   $ 3 `  ¦ 0 Au r †   + ', _ " t Y U

”

¸s × ¼\  ¦  r„  r v   H ~ ½ Ód ” Ü ¼– Ð „  À Ó\  ¦ µ 1 ÏÒ q tr †   .  t

ë ß – Õ ªX O >  l  0 AK " f  H † < ÆÒ q t[ þ t s  " é ¶ o \  ¦ s K    H X

< Ô  ¦€ 9 כ ¹ô  Ç Â Ò¾ ¡ § s  Æ Ò÷ & 9, ] j Œ •  â q • ¸ Z þ t # Q
  H & h 

`

 ¦ “ ¦ 9 # Œ  $ 3 `  ¦  r„  r v   H ~ ½ ÓZ O `  ¦ ‚  × þ ˜ % i  . _ " t Y

U” ¸s × ¼ ? / Ò\ " f  $ 3 `  ¦  r„  r v   H  כ s  ´ òõ & h s t  ë

ß – ] j Œ •_  ¼ # s $ í `  ¦ “ ¦ 9 # Œ Fig. 1õ  ° ú  s  _ " t Y U” ¸s × ¼



A A á ¤ \   $ 3 `  ¦ 0 Au r &   r„   >  % i  .

Ã

º1 l x+ þ A µ 1 τ  l _  _ " t Y U” ¸s × ¼  ï{ 9 `  ¦ y Œ ™l  0 AK  ¿ ºa  3  _  È Ò" î  ß ¼w n =`  ¦ z  ´J  — ¸€ ª œÜ ¼– Ð p o  / B N`  ¦ # Œ ï

 r q  % i  . s  M : z  ´J  — ¸€ ª œ_  z  ´ 2 ; 8 ? / ⠓ É r 25 , ü @

 â

“ É r 60 , Z  } s   H 25  s % 3  . t 2 £ § s  0.15 “   ½ ¨o 



ï{ 9 `  ¦ 10,000   & ñ • ¸ y Œ ™  _ " t Y U” ¸s × ¼\  ¦ ] j Œ • % i Ü ¼ 9, y

Œ

™“ É r _ " t Y U” ¸s × ¼  ï{ 9 _  „  ^ ‰ ü @ ⠓ É r €  • 50 s % 3  .  ï { 9

_  € ª œ = å Q“ É r  

 Ô  o\  ± ú šÛ  rÜ ¼– Ð ƒ    ÷ &% 3 Ü ¼ 9,  ï{ 9  _

  A \  20×35×5 

³

_  ß ¼l \  ¦ ° ú   H f ”  y Œ •+ þ A_   Bž Ð À

Ó  $ 3  ¿ º > h\  ¦  ŠҘ Ð>  ô  Ç Ê ê s  ¿ º > h_   $ 3   s \  ü

@ â 5 _  Û ¼_ …“  o Û ¼ y © œ^ o = È ÓÚ Ô\  ¦ V , % 3 “ ¦ à º1 l x+ þ A µ 1 Ï

„

 l _   $ 3   r„    © œu – Ð  6   x % i  .

Fig. 2. The block diagram of the apparatus, that is a visual aid for electric current and magnetic field.

2.  ¹ Œ ½ õ m Í  M X ê s S P c l× D ƒ »S X ê sV  4 ®  o

„

 À Ó x 9   l  © œ r y Œ • o ³ ðr  © œu   H Fig. 2 ü < ° ú  s  „   À

Óü <  l  © œ_  ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦ 1 l x r \  › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ ³ ðr  © œ u

\  ¦ ½ + Ë^ ‰ # Œ ] j Œ • % i  .

Figure 2 \ " f F1 Ò'  F4 t   H  ß ¼w n = ó ø Í\  e ”   H „   l

 é ß – ü <  { Œ •`  ¦ ] X ƒ  r v l  0 Aô  Ç  o   Òì  r s “ ¦, B1Â Ò '

 B10 t   H „  l ƒ    `  ¦ ~ 1 >  l  0 AK   

Ô  oÜ ¼– Ð

 )

a ƒ    é ß – s  9, „  " é ¶“ É r € 9 כ ¹\     “ §À Óü < f ” À Ó — ¸¿ º

 Ö

¸6   x| ¨ c à º e ”  .

„

 À Ó r y Œ • o ³ ðr  © œu   Òì  r“ É r LED _  F G$ í `  ¦ s 6   x K  ]

j Œ • % i  . „  ½ ¨  H F G$ í s  \ O # Q „  ‚  \  “ §À Ó â ìØ Ô  H

 â

Ä º  H ‡ Œ ™~ à Ìs l ë ß – ½ + É ÷  r „  À Ó_  ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦ · ú ˜ à º  H \ O  .

s

\  ì ø ÍK  LED  H í  H ~ ½ ӆ ¾ Ó_  „  À Ó â ìØ Ô€   & t “ ¦, % i ~ ½ Ó

†

¾ Ó_   â Ä º\   H Ô  ¦ s  & t t  · ú §l  M :ë  H \  „  À Ó_  ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦

· ú

˜ ˜ Ѝ  H X < Ä »6   x >   6   x ½ + É Ã º e ”  .

Figure 2 _  L1õ  L2ü < ° ú  s  LED ¿ º > h\  ¦ " f– Ð % i ~ ½ ӆ ¾ Ó s

 ÷ &>  # î § > =– Ð ƒ    K  Šғ ¦ B1õ  B9  s \  f ” À Ó\  ¦ 

€   ¿ º > h_  LED ×  æ í  H ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð ƒ     ) a 
_  LED\  ë

ß – Ô  ¦ s  [ þ t # Q“ : r  . ì ø ̀  , “ §À Ó_   â Ä º\   H ~ ½ ӆ ¾ Ós   7

€

 " f ¿ º > h_  LED “ §@ /– Ð Ô  ¦ s  [ þ t # Qš ¸>   ) a  . s \  ¦ s

6   x # Œ „  À Ó_  ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦ · ú ˜ 9Šҍ  H ³ ðr  © œu – Ð  6   x % i 



.

B1 õ  B2\  / B N/ å L ÷ &  H “ §À Ó „  À Ӎ  H í  H ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð ƒ     ) a LED\  ¦  Œ •1 l x r v “ ¦ B9ü < B10  s \  ƒ     ) a _ " t Y U” ¸s 

×

¼  ï{ 9 `  ¦ t 
 â ìØ Ô>   ) a  . Õ ª Q€   “ §À ӄ  À Ӎ  H _ " t Y U” ¸ s

× ¼  ï{ 9  ? / Ò\   H  ï{ 9 _  y Œ ™“ É r à º\  q Y V   H  l  © œ s

 µ 1 ÏÒ q t ) a  . Õ ªo “ ¦ / B N/ å L ) a “ §À Ó_  Å Òl \  ´ ú 2 X  ï{ 9  Å Ò



 \  µ 1 ÏÒ q t÷ &  H  l  © œ_  ~ ½ ӆ ¾ Ós   7 >   ) a  . Õ ª Q€    ï { 9

 Šҁ  \  0 Au ô  Ç
g Ë >ì ø Í_   Z þ t s   l  © œ_  ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦  

Fig. 3. Photograph of a manufactured visual aid for elec- tric current and magnetic field.



 ”  1 l x ½ + É  כ s “ ¦, ”  1 l x   H
g Ë >ì ø Í  Z þ t _  y Œ •• ¸  H  l 



© œ ° ú כ\        >   ) a  . s  M : œ íl \  t  l \  _ K  p

o  & ñ § > = ) a
g Ë >ì ø Í  Z þ t õ   ï{ 9 \  _ K  µ 1 ÏÒ q t÷ &  H  l 



© œ_  ~ ½ ӆ ¾ Ós  " f– Ð Ã ºf ” K   s ü < ° ú  “ É r ´ òõ  þ j@ / o | ¨ c

 כ

s  . ë ß –€  •
g Ë >ì ø Í  Z þ t õ   ï{ 9 \  _ K  µ 1 ÏÒ q t÷ &  H  l 



© œ_  ~ ½ ӆ ¾ Ós  " f– Ð ¨ î ' Ÿ  >  Z  ~“   €    ï{ 9  Šҁ  \  + þ A$ í

 )

a  l  © œ\  _ K 
g Ë >ì ø Í_   Z þ t s  ”  1 l x   H ‰ & ³ © œ`  ¦ › ' a

¹

1 Ï   H X < ´ òõ & h s t  3 l w  .

LED ü < _ " t Y U” ¸s × ¼  ï{ 9 \  â ìØ Ô  H „  À Ӎ  H ] j Œ •ô  Ç Ã º 1

l x+ þ A µ 1 τ  l \  ¦  6   x # Œ µ 1 ÏÒ q tr †   “ §À Ó „  À Ós Ù ¼– Ð, z  ´ ]

j z  ´+ « > Ö ¸1 l x \ " f “ §À Ó „  À Ó_  Å Òl   H à º1 l x+ þ A µ 1 τ  l _ 

’

< H ¸ ú šs \  ¦ ’ < H Ü ¼– Ð [  t  9  r„     H Å Òl , LED ‡ Œ ™~ à Ìs   H Å

Òl  Õ ªo “ ¦
g Ë >ì ø Ís  ”  1 l x   H Å Òl  — ¸¿ º ° ú  >   ) a  .

ü @ ғ §À ӄ  " é ¶ Ü ¼– Ð  6   x ) a à º1 l x+ þ A µ 1 τ  l ü < r y Œ • o  © œ u

\  ¦ ƒ    ½ + É M :  H à º1 l x+ þ A µ 1 τ  l \   ҂ Ã Ì  ) a  $ 3 \  _ K  µ

1 ÏÒ q t÷ &  H  l  © œ\  _ ô  Ç % ò † ¾ Ó`  ¦ \ O E l  0 AK " f ¿ º  © œu  _

  o \  ¦ 60 s  © œÜ ¼– Ð €  
g Ë >ì ø Ís  à º1 l x+ þ A µ 1 τ  l 

\

  6   x   H W 1š ¸n ¶ o u  $ 3 _  % ò † ¾ Ó`  ¦  _  ~ à Ît  · ú §  H  



 H  כ `  ¦ z  ´+ « >& h Ü ¼– Ð S X ‰ “   % i  .

2“   1— ¸´ n u Ü ¼– Ð z  ´+ « >`  ¦ ½ + É Ã º e ” • ¸2 Ÿ ¤ „  " é ¶  © œu ü < r y Œ •



o  © œu \  ¦ ô  Ç [ jà Ԗ Ð # Œ “ § 6   x Ü ¼– Ð 1> h, Õ ªo “ ¦ † < ÆÒ q t 6

 

x Ü ¼– Ð 10> h\  ¦ ] j Œ • # Œ 8 ú x 11 [ jà Ô\  ¦ ] j Œ • % i  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  Ö ¸6   x t  · ú §€ Œ ¤Ü ¼
 r y Œ • o  © œu   H „  " é ¶

`

 ¦  6   x t  · ú §“ ¦ ƒ    é ß –  B1õ  B2\  ¦ „  ‚  Ü ¼– Ð ƒ    K  Å

Ҁ   Õ ª  ^ ‰ ` ‚ r– Ð  ) a  . # Œl \  B9ü < B10  s \ 

ƒ

    ) a _ " t Y U” ¸s × ¼  ï{ 9  î ß –\   } Œ •@ / $ 3 `  ¦ ¹ ¡ §f ” # Œ Å Ò

€

   ï{ 9 \  Ä »• ¸÷ &  H “ §À Ó „  À Ó\  _ K  L1õ  L2_  LED

 Ä »• ¸  ) a “ §À Ó „  À Ó\  _ K  “ §@ /– Ð ‡ Œ ™~ à Ìs   H  כ `  ¦ › ' a ¹ 1 Ï

½

+ É Ã º e ”   H  l Ä »• ¸ z  ´+ « >  © œu – Ð  Ö ¸6   x| ¨ c à º e ”  . ¢ ¸ô  Ç B1 õ  B2\  ƒ    r ~  ´ é ß – \  ¦ B1 õ  B9\  ƒ    r &  ŠҀ   LED \ ë ß – ƒ    r &  ×  ¦ à º e ” “ ¦, B2ü < B9\  ü @Â Ò „  " é ¶`  ¦

ƒ

   r &  ŠҀ   _ " t Y U” ¸s × ¼  ï{ 9 ë ß – ƒ    ÷ &>    H 1 p x „  

Table 1. Measurement range and resolution of sensors.

Current(A) Voltage(V) Magnetic field (10

⁻⁴

T) Measurement

±1.0 ±12.5 ±50

range

Resolution 0.001 0.007 0.025

l

õ   l   Òì  r ë ß – 1 l qw n & h Ü ¼– Ð  6   x 0 p x  . ] j Œ •  ) a r  y

Œ

• o  © œu _  z  ´] j — ¸_ þ v“ É r Fig. 3 õ  ° ú    [15].

3. X ê sV 8 ý V R Ë  Ö «ç g Ë

]

j Œ •ô  Ç  © œu _  „  À Ó, „  · ú š,  l  © œ`  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 AK  MBL  © œq \  ¦ s 6   x % i  . MBL  © œq   H “  ' ` …s Û ¼ü < G ' p

"

f– Ð s À Ò# Q& ’ Ü ¼ 9 ( Ž É Ó'  ‘ : r ^ ‰ü < ƒ     # Œ  6   x % i  .

“

 ' ` …s Û ¼  H Science Cube Pro s  9, G ' p" f– Ð 8 £ ¤& ñ  ) a X

<s ' \  ¦ “  ' ` …s Û ¼\  ¦ : Ÿ x K  ( Ž É Ó' – Ð „  5 Å x # Œ l 2 Ÿ ¤ ) a



.  6   x ) a „  · ú šG ' p" f(KDS-1009), „  À ÓG ' p" f(KDS-1010),



l G ' p" f(KDS-1007)_  8 £ ¤& ñ # 3 0 Aü < ì  r K 0 p x“ É r Table 1 õ 

° ú   .

„

 · ú š“ É r Fig. 2 \ " f B1õ  B2 é ß – \  # î § > = ƒ     # Œ 8 £ ¤

&

ñ ô  Ç   õ  ±2.5 V, „  À Ӎ  H B2 ü < B10  s \  f ” § > = ƒ    

# Œ 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ  ±6 ,  l  © œ_  ß ¼l   H  ï{ 9 _  ×  æd ” 

\

  l G ' p" f\  ¦ 0 Au r &  8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ  ±0.8 x 10

⁻⁴

T – Ð 8

£ ¤& ñ ÷ &% 3 Ü ¼ 9, s M :_  ”  1 l x à º  H 1.25 s % 3  . s  8 £ ¤& ñ

 

õ – Ð z  ´] j LED ½ ¨1 l x ÷ &“ ¦,
g Ë >ì ø Í_   Z þ t s  ”  1 l x 



 H  כ `  ¦ › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ” % 3  . z  ´+ « >& h Ü ¼– Ð €  • 1  & ñ • ¸

’

< H Ü ¼– Ð ’ < H ¸ ú šs \  ¦ [  t o €  " f  l  © œõ  LED_     o\  ¦ è  H Ü

¼– Ð S X ‰ “   l \   H  © œ & h { © œ % i  .

Figure 4  H
g Ë >ì ø Í\  “ §À Ó  l  © œ`  ¦ Ù þ ¡`  ¦ M : ô  Ç Å Òl  1

l

x î ß –
g Ë >ì ø Í  Z þ t _  ”  1 l x`  ¦ [ O " î   H  כ s  . Fig. 4\ 

"

f î ß –s  ‘    o¶ ú ˜³ ð  H „  À Ó\  ¦  l  f ” „  _ 
g Ë >ì ø Í_  ~ ½ Ó

†

¾ Ó`  ¦ _ p  “ ¦, î ß –s  ð ø Í  o¶ ú ˜³ ð  H ô  Ç „  À Ó\  _ K     ô

 Ç
g Ë >ì ø Ís  þ j7 á x& h Ü ¼– Ð & ñ § > = ) a ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦
  · p . 1_  Å

Ò à º\  ¦ ° ú   H “ §À Ó „  À Ó\  ¦  ï{ 9 \   €   „  À Ó  © œ 9

þ

t M :  © œ  H  l  © œs  µ 1 ÏÒ q t Ù ¼– Ð (A) t & h \ " f  H " é ¶ A

 t  l \  _ K  · ¡ ¤A á ¤`  ¦ o v ~  
g Ë >ì ø Í_   Z þ t s  1 l x A

á

¤ Ü ¼– Ð † ¾ Ó >  ÷ & 9, (B)ü < ° ú  s  „  À Ó 0s  ÷ &  H í  H ç ß –

\

  r  t  l _  ~ ½ ӆ ¾ ӓ   · ¡ ¤A á ¤ Ü ¼– Ð & ñ § > =÷ &“ ¦, „  À Ó_  ~ ½ Ó

†

¾ Ós   7 >  ÷ &€   (C)ü < ° ú  s 
g Ë >ì ø Í_   Z þ t s  " fA á ¤ Ü ¼– Ð

†

¾ Ó >  ÷ &“ ¦,  r  „  À Ó 0“   í  H ç ß –\  (D)ü < ° ú  s  t   l

\  _ K   r  · ¡ ¤A á ¤ Ü ¼– Ð & ñ § > = ) a  . Õ ªo “ ¦ s  Qô  Ç õ & ñ s

 Å Òl & h Ü ¼– Ð ì ø Í4 Ÿ ¤ ) a  .

Fig. 4. Alignments of compass needle with applying an alternating magnetic field.

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f ] j Œ •ô  Ç z  ´+ « >  © œu   H „   l  Ä »• ¸ ‰ & ³ © œ\ 

"

f " î Ñ þ ˜y  ƒ  / å L ÷ &t  · ú §“ É r Å Òl ü < ”  1 l x à º_  > h¥ Æ `  ¦ “ §À Ó



l  © œ_  + þ AI – Ð † < Æ_ þ v   H X <\ • ¸  6   x| ¨ c à º e ”  . ¢ ¸ô  Ç,

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô  Ç Ã º1 l x+ þ A µ 1 τ  l ü < „  À Ó x 9   l  © œ r  y

Œ

• o  © œu   H \  -t _    ¨ 8 Š \  @ /K " f C Ö  ¦ à º e ”   H “ §Ã º

†

< Æ_ þ v6   x  « і Ð  6   x| ¨ c à º e ”  . % ò ½ ¨ $ 3 `  ¦  r„  r &  Ä »

•

¸ „  À Ó\  ¦ µ 1 ÏÒ q tr v “ ¦, s  „  À Ó\  _ K  LED\  Ô  ¦ s  [ þ t

#

Qš ¸“ ¦, _ " t Y U” ¸s × ¼ Šҁ  \   l  © œs  + þ A$ í ÷ &# Q
g Ë >ì ø Í

`

 ¦ ¹ ¡ §f ” s >    H õ & ñ `  ¦ › ' a ¹ 1 Ï €  " f — ¸_ þ v`  ¦  Ë ¨  H \ 



-t  > h¥ Æ `  ¦ † < Æ_ þ v   H X <  6   x| ¨ c à º e ” `  ¦  כ s  .

4. • ¤° n É; c8 ý X ì Ä “ Ó Þ

z 

´+ « > % ƒu  „  Ê ê– Ð „   l  > h¥ Æ \  @ /ô  Ç s K     o e ” 



 H t  · ú ˜ ˜ Ðl  0 AK " f y Œ • ë  H † ½ ÓZ > – Ð õ † < Æ& h  > h¥ Æ `  ¦ ‚  × þ ˜ ô

 Ç ‘  • ¸\  ¦ Table 2 \  ] jr  % i  .

r

y Œ • o  © œu \  ¦ s 6   x ô  Ç Ã º\ O  Ê ê œ í1 p x õ † < Æ % ò F [ þ t _  „  



l  > h¥ Æ   Ž   $ í & h _     o\  ¦ · ú ˜ ˜ Ðl  0 AK " f @ /6 £ x ³ ð

‘

: r t- Ž & ñ `  ¦ z  ´r  % i Ü ¼ 9,   õ   H Table 3 õ  ° ú   .

$ í

2 [• ¸  Ž     õ , „  À Ó x 9   l  © œ r y Œ • o  © œu \  ¦ s  6

 

x ô  Ç Ã º\ O  % ƒu  „  Ê ê– Ð 0.1 % à ºï  r \ " f Ä »_ p ô  Ç s 

e ”

  H  כ Ü ¼– Ð › ¸ ÷ &% 3  .



© œu \  ¦ s 6   x ô  Ç Ã º\ O  s „  ˜ Ð  à º\ O  Ê ê\  ¨ î ç  H s  4.51& h 



© œ5 p x ô  Ç  כ Ü ¼– Ð
 
 à º\ O  % ƒu _  ´ òõ  e ”   H  כ Ü ¼– Ð

›

¸ ÷ &% 3  .  Ž  • ¸½ ¨_  ë  H † ½ ÓZ > – Ð $ í 2 [• ¸  Ž    õ \  ¦ · ú ˜



˜ Ѐ  , „  ^ ‰& h Ü ¼– Ð — ¸Ž  H ë  H † ½ Ós   Ê ê Ž  \ " f Z  }“ É r & h  Ã

º\  ¦ % 3 % 3 Ü ¼
, : £ ¤ y  “ §À Óü < › ' aº  ô  Ç 16~20   ë  H † ½ Ó\ " f ´ ú § s

  © œ5 p x ô  Ç  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ . t ë ß – ƒ  ½ ¨\  ‚ à Ð# Œô  Ç % ò F 



1 l x[ þ t“ É r “ §À Ó\  @ /K   „  \  · ú ˜“ ¦ e ”    H q Ö  ¦ s  31%_ 

Table 2. Correct answers to the pre- and post-questionnaires. (N=39) Question

Category Pre- Post-

numbers. No. % No. %

1 Closed circuit 35 89.7 37 94.9

2 Direction of current 26 66.7 34 87.2

3 Structure of LED 24 61.5 39 100

4 Symbol of LED 35 89.7 38 97.4

5 Conductor and insulator 39 100 39 100

6 Polarity of LED 23 59.0 28 71.8

7 Magnetic field direction of permanent magnet 25 64.1 31 79.5

8 Principle of compass 28 71.8 28 71.8

9 Magnetic field lines by a permanent magnet 37 94.9 39 100

10 Magnet near wire 21 53.8 27 69.2

11 Getting a rod magnet closer to a current-carrying wire 3 7.7 6 15.4 12 Rotation of a compass needle near a solenoid coil 24 61.5 29 74.4 13 An alignment of a compass needle on a current-carrying wire 6 15.4 9 23.1 14 Magnetic field lines by a current-carrying solenoid 16 41.0 18 46.2 15 Magnetic field direction of a dc current-carrying solenoid 24 61.5 37 94.9

16 Polarity change of ac current 14 35.9 35 89.7

17 Polarity change of ac current 18 46.2 33 84.6

18 Magnetic field direction of an ac current-carrying solenoid 7 17.9 32 82.1

19 Magnetic induction and ac generation 7 17.9 26 66.7

20 Common and different points of dc and ac 6 15.4 26 66.7

Table 3. T-test results of the pre- and post-test.

Number Mean Standard

t p

Deviation Pre-test 39 10.64 2.651

-12.481 .000 Post-test 39 15.15 1.954

Ã

ºu \  ¦ ˜ Ð% i l  M :ë  H \  “ §À Óü < › ' aº  ô  Ç ë  H † ½ Ó\  @ /ô  Ç ’  ø @



 H  ™ è ± ú  “ ¦ ½ + É Ã º e ”  . Õ ª! 3 \ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ “ §À Ó_  

+ þ A`  ¦ Û ¼H u     H 17   ë  H † ½ Ó\  @ /K  “ §À Ó_   â Ä º „   À

Ó_  ~ ½ ӆ ¾ Ós  Å Òl & h Ü ¼– Ð  Ÿ ÷ ¶    H  כ õ  “ §À Ó_   + þ A\ 

@

/ô  Ç " î r & h “   î ß –? / \ O s • ¸ €  • 85%_  % ò F  1 l x[ þ t“ É r Fig.

5 % ƒ! 3   “   ,  Œ ™y Œ • ,  y Œ • , & h Y > _  + þ AI – Ð “ §À Ó  + þ A

`

 ¦
 ? /% 3 Ü ¼ 9, y Œ • + þ AI _  ‘  • ¸  H Table 4 ü < ° ú   .



„   x 9   Ê ê  Ž  \  ¦ : Ÿ x K " f õ † < Æ& h  > h¥ Æ Ü ¼– Ð  © œ & h 

>

 ‚  × þ ˜ ) a ë  H † ½ ӓ É r 11, 13, 14  Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ . 11   ë  H † ½ Ó

“ É

r „  À Ó â ìØ Ô  H „  ‚  \   $ 3 `  ¦  s  4 R° ú ˜ M : Ò q tl 



 H    o\  ¦ Ó ü t # Q˜ Ѐ Œ ¤ .  © œ ´ ú §s  ‚  × þ ˜ô  Ç š ¸² ú šÜ ¼– Ѝ  H î

` „  ‚  s   $ 3 \  · ¡ ­  H  .ï– Ð  „   Ž  \ " f 64.1%,  Ê ê

\

 56.4%s % 3  . s   H † < ÆÒ q t[ þ t s  • ¸‚  \  „  À Ó â ìØ Ô€  

•

¸‚    ^ ‰ % ò ½ ¨ $ 3 % ƒ! 3   ) a    H Ò q ty Œ •`  ¦ & ’ l  M :ë  H Ü

¼– Ð ì  r$ 3  ) a  .

13   ë  H † ½ ӓ É r „  À Ó â ìØ Ô  H „  ‚   Å Ò0 A\  Ò q t$ í  ) a  l 



© œ\  _ K 
g Ë >ì ø Ís  # Qb  G>  & ñ § > =÷ &  H t \  ¦ ¶ n s  H  כ s % 3 

Fig. 5. Four types of ac waveforms sketched by science- gifted children.



 H X <, y Œ • ² ú št Z > – Ð “ ¦ É r ì  r Ÿ í\  ¦ ˜ Ð% i  . „  À Ó â ìØ Ô  H

•

¸‚   Å Ò0 A_   l  © œ ~ ½ ӆ ¾ ӓ É r € © œ` …Ø Ô_  Z O g Ë :Ü ¼– Ð [ O " î ½ + É Ã

º e ” Ü ¼
,  à º_  † < ÆÒ q t[ þ t s  # Œ„  y  s \  @ /ô  Ç õ † < Æ& h “  

>

h¥ Æ `  ¦ _ þ v1 p q t  3 l w ô  Ç  כ Ü ¼– Ð › ¸ ÷ &% 3  .

14   ë  H † ½ ӓ É r 13   ë  H † ½ Óõ  ° ú  “ É r Ð  o| à Ì_  ë  H ] j– Ð _ " t Y U” ¸ s

× ¼ ? /\ " f_   l  © œ ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦ ¶ n s  H ë  H † ½ Ós  . š ¸² ú š_  Ä » + þ

A ×  æ \ " f `s   © œ ´ ú §€ Œ ¤Ü ¼ 9, s   H _ " t Y U” ¸s × ¼ • ¸‚   ? /

Table 4. Frequency of each waveform sketched by science-gifted children.

Waveform Sine(A) Triangle(B) Square(C) Point(D) Wrong answer and no response Sum

No.(%) 9 (23.1) 18(46.2) 2(5.1) 4(10.3) 6(15.4) 39(100)

Fig. 6. [Questionnaire 11] Getting a rod magnet closer to a current-carrying wire.

Fig. 7. [Questionnaire 13] An alignment of a compass needle on a current-carrying wire.

\

" f  H y Œ •y Œ •_  „  ‚  \  _ K  µ 1 ÏÒ q t÷ &  H  l  © œs  ×  æ^ o ?÷ &

#

Q & t “ ¦, • ¸‚  õ  • ¸‚    s \   H " f– Ð  © œ W÷ &  H ´ òõ \  ¦

“

 t  t  3 l wÙ þ ¡l  M :ë  H Ü ¼– Ð ˜ Г   .

IV. + s Ç Â ] Ø õ m Í < gŽ ¹ Å

„

 À Ó x 9  „  À Ó\  _ K  µ 1 ÏÒ q t ) a  l  © œ`  ¦ r y Œ •& h Ü ¼– Ð › ' a

¹

1 Ï   H X < Ä »6   x ô  Ç “ §Ã º† < Æ_ þ v6   x  © œu \  ¦ > hµ 1 Ï “ ¦ s \  ¦ œ í 1

p

x † < Ɠ § õ † < Æ % ò F  1 l x[ þ t \ >  & h 6   x # Œ „   l  › ' aº   > h

¥ Æ

 † < Æ_ þ v \  ´ òõ & h “  t \  ¦ · ú ˜ ˜ Ѐ Œ ¤Ü ¼ 9,  6 £ § õ  ° ú  “ É r   



: r`  ¦ % 3 % 3  .

' Í

P :, à º1 l x+ þ A µ 1 τ  l ü < „  À Ó x 9  „  À Ó\  _ ô  Ç  l  © œ r

y Œ • o  © œu   H õ † < Æ % ò F  1 l x[ þ t`  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð   H „    l

† < Æ › ' aº   > h¥ Æ \  @ /ô  Ç s K \  ¦ Z  } s   H X < ´ òõ & h s % 3  .

LED _  F G$ í õ 
g Ë >ì ø Í`  ¦ s 6   x ô  Ç r y Œ • o  © œu   H y Œ •y Œ • f ”  À

Óü < “ §À Ó_  „  À Ó ~ ½ ӆ ¾ Óõ  „  À Ó\  µ 1 ÏÒ q t÷ &  H  l  © œ_  ß ¼ l

ü < ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦ è  H Ü ¼– Ð › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ”   H X <  6   xH † d Ü ¼– Ð+ ‹ „   l

ü <  l \  @ /ô  Ç > h¥ Æ `  ¦ s K    H X < ´ òõ  e ”   H  כ Ü ¼

–

Ð › ¸ ÷ &% 3  . „   l ü < › ' aº   ) a † < Æ_ þ v _  # Q 9¹ ¡ § _   © œ{ © œ

Fig. 8. [Questionnaire 14] Magnetic field lines by a current-carrying solenoid.

Â

Òì  r“ É r õ † < Æ& h  " é ¶ o  ¸ ú ˜ ½ ¨‰ & ³ ) a  © œu  & h l  M :ë  H s  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô  Ç  © œu \  ¦ s 6   x ô  Ç Ã º\ O `  ¦ : Ÿ x K  % ò F [ þ t

“ É

r < É ª p \  ¦ Ö ¼‚  ´ ÷  r ë ß –  m   „   l  > h¥ Æ `  ¦ ¸ ú ˜ s K ô  Ç  כ Ü

¼– Ð › ¸ ÷ &% 3  .

Ñ ü

t P :, „  À Óü <  l  © œ\  › ' a ô  Ç > h¥ Æ `  ¦ s K    H X < ‘ : r ƒ  

½

¨\ " f > hµ 1 Ïô  Ç  © œu  ´ òõ  e ” l   H t ë ß – „  À Ó\  _  K

 µ 1 ÏÒ q t÷ &  H  l  © œõ  › ' aº  ô  Ç { 9 Â Ò † ½ Ó3 l q \ " f  H õ † < Æ& h 

“

  > h¥ Æ Ü ¼– Ð_     o  © œ@ /& h Ü ¼– Ð & h “ É r  כ Ü ¼– Ð › ¸ ÷ &

%

3  . † < ÆÒ q t[ þ t s  ‰ & ³ © œ\  @ /ô  Ç U  ·“ É r s K \  ¦ l  0 AK " f  H

#

QÖ ¼ & ñ • ¸ y Œ ™y Œ • ^ ‰> \  l ì ø Í`  ¦ ¿ º# Q  ô  Ç .   " f   l

 © œõ  ° ú  s  ×  æ ç ß –_  B > h \ O s  { 9 # Q
  H ‰ & ³ © œ`  ¦ œ í1 p x õ 

†

< Æ % ò F  1 l x[ þ t \ >  † < Æ_ þ v r v   H  כ s  ~ 1 t  · ú §€ Œ ¤ .



€ ª œô  Ç “ §Ã º · † < Æ_ þ vZ O `  ¦ s 6   x ô  Ç > h¥ Æ     o\  ¦ 0 Aô  Ç ƒ  

½

¨  H ´ ú §s  à º' Ÿ ÷ &% 3 t ë ß – z  ´] j “ §z  ´ ‰ & ³ © œ\ " f  6   x ½ + É Ã º e ”

  H “ §½ ¨> hµ 1 Ï\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  H  f ”   Ò7 á ¤  . € ª œ| 9 _  “ §

½

¨  H õ † < Æ “ §¹ ¢ ¤ _   ҽ ¨› ¸\  K { © œô  Ç . ] j@ /– Ð  ) a z  ´+ « >

 

õ \  ¦ % 3 `  ¦ à º \ O   H “ §½ ¨– Ð † < Æ_ þ v   H † < ÆÒ q ts   7 H o & h “   Æ

ҏ : r Ü ¼– Ð õ † < Æ& h  > h¥ Æ `  ¦ e ”  n =  כ s  “ ¦ l @ /   H  כ “ É r Á

ºo  e ”  .   " f : £ ¤ y  † < ÆÒ q t[ þ t s  # Q 90 >   H „   l 

› '

aº   > h¥ Æ `  ¦ 0 Aô  Ç € ª œ| 9 _  “ §½ ¨> hµ 1 Ïs  € 9 כ ¹  .

P

c p 8 ý ò k >

s

  7 Hë  H“ É r “ §õ “ §¹ ¢ ¤/ B N1 l xƒ  ½ ¨ t " é ¶  \ O (2005-C00002) _

 t " é ¶`  ¦ ~ à Î  à º' Ÿ  ) a ƒ  ½ ¨e ” .

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] M. S. Kim et al, Report on Effective Management on Gifted Institutes in Education Offices of Cities and Provinces and Universities (Korean Educational Development Institute, 2008).

[2] R. Travers, Second Handbook of Research on Teach- ing (Rand McNally, 1973).

[3] S. J. Park et al, Physics Education Research (Kyoyukkwahak-sa, Seoul, 2000), Chap. 10, pp. 307- 330, and therein.

[4] E. Victor, Science for the Elementary School, 6th ed.

(Macmillan publishing co., New York, 1989), Chap.

4, pp. 62-105.

[5] S. Kwon and J. E. Kim, Elementary Science Educa- tion 25, 476 (2007).

[6] B. W. Lee and Y. R. Lee, New Physics: Sae Mulli 50, 383 (2005).

[7] Y.-J. Lee et al, J. Korean Assoc. Res. Sci. Edu. 18, 383 (1998).

[8] E. S. Kim and S. I. Hong, Elementary science edu- cation 16, 291 (2007).

[9] J. P. Kang, Master Dissertation (Korea National University of Education, 2004).

[10] B. J. Young and S. K. Lee, Journal of Science Edu- cation and Technology, 14, 471 (2005).

[11] L. McDermott and P. Shaffer, American Journal of Physics 60, 994 (1992).

[12] J. D. Cutnell and K. W. Johnson, Essentials of Physics (John Wiley and Sons, Inc., 2006).

[13] J. S. Hong, Master Dissertation (Seoul National Uni- versity of Education, 2005) and references therein.

[14] Practical Arts 5th grade (Daehan Textbook Co., 2007).

[15] I.-W. Park, H. J. Lee and D. K. Gu, Magnetic Field

Visualizing Device (Korea patent on a new device

No. : 20-0436710, 2007).