전자 과학 기능 익히기 부서 활동계획

( 전자과학 ) 부

 

1. 활동 목표

학생들에게 전자과학을 폭넓게 접하고, 직접 체험을 통한 성취감과 가능성을 느끼게 함으로써 전자과학에 대한 흥미 유발과 탐구심을 함양하며 학생들과 실험 실습을 통하여 체험하고 해결하는 과학 교육의 기본 방향을 제시함에 있다.

 

2. 활동 방침

가. 흥미를 갖고 탐구활동을 할 수 있는 주제를 선정 활용한다. 나. 직접 실험 및 조작 활동을 할 수 있는 프로그램을 활용한다. 다. 발명과 연계하여 창의적인 내용을 선정하여 지도한다. 라. 희망하는 아동을 중심으로 한다.

 

3. 기대 효과

가. 우리 생활 중에 사용되는 전자제품에 대한 기초 지식이 증진된다. 나. 전자과학에 대한 흥미를 증진시킨다. 다. 새로운 발명하고 전자과학에 대한 기능이 향상된다. 라. 창의적 과학적 사고력을 향상시킨다.

 

4. 평가 계획

 

가. 평가 목표

전자과학 학습활동을 통해 우리 생활 중에 사용되는 전자제품을 이해하고 납땜을 이용하여 간단한 전자 제품을 만들 수 있는 능력을 평가하고자 다음을 평가방침으로 삼는다. 가. 전자과학에 대한 기초적인 이론을 아는가? 나. 필요한 공구를 바르게 다룰 줄 아는가? 다. 납땜인두를 사용법을 알고 납땜을 바르게 할 수 있는가? 라. 납땜과 커넥터를 이용하여 전자 키트를 만들 수 있는가? 마. 1,4석 라디오의 작동 원리와 구조를 알고 바르게 조립할 수 있는가?

 

 

나. 평가 세부 계획

( 전자과학 ) 부

평가 시기	평 가 내 용	평 가 기 준		평가 방법
5월 13일	전자과학의 기초적인 용어를 바르게 알고 정리 하였는가?	상	전자 과학의 5개 이상의 용어를 이해하고 정리하였다.	지필평가
		중	전자 과학의 3개 이상의 용어를 이해하고 정리하였다.
		하	전자 과학의 1개 이상의 용어를 이해하고 정리하였다.
5월 27일	납땜인두를 사용하여 납땜을 바르게 할 수 있는가?	상	납량이 적정하고 납땜을 정확한 위치에 바르게 했다.	상호평가 관찰평가
		중	납땜을 정확한 위치에 바르게 했으나 납량이 많다.
		하	납량도 적당하지 않고 납땜 한 위치에 바르지 못하다.
9월 23일	납땜과 커네터를 이용 전자키트 만들기를 할 수 있는가?	상	작품의 정확성과 실용성이 가능하다	작품평가
		중	작품의 완성도와 실용성이 비교적 가능하다.
		하	작품의 완성도와 실용성이 부족하다
11월 18일	회로도를 보고 납땜을 이용 4석 리플렉스 라디오를 바르게 조립할 수 있는가?	상	창의적이고 기능성이 잘 발휘되었다	작품평가
		중	창의적이고 기능성이 비교적 발휘되었다.
		하	기능성이 발휘되지 못했다.

 

 

 

5. 연간 활동 계획

활동내용	전자 과학 기능 익히기	활동명	전자 과학
운영방법	정일제, 매주 화요일 5, 6교시	시간	1차시 40분
학생조직	4~6학년, 총( 20 )명	지도교사	주무 : 윤 민 하 명예교사 :
활동장소	1학년 질서반	준비물	교사: ppt자료 및 활동지 아동:

차시	날짜	활동 주제 및 내용	자료
1	5 13	￭ 전자과학부 활동에 대한 연간계획 안내 ▫ 부원 파악 및 대표 선정, 자기소개 ▫ 연간 활동 내용 및 준비물 안내	▲연간계획서
2	5 13	￭ 각종 공구의 사용법 ∙니퍼, 롱 노즈 플라이어, 팬치, 와이어 스트립퍼, 핀셋, 드라이버 ￭ 테스터 사용법 ∙직류, 교류 전압측정 ∙저항측정	▲니퍼, 롱 노즈 플라이어, 팬치, 와이어 스트립퍼, 핀셋, 드라이버, 테스터
3~6	5 20	￭ 납땜에 관한 공구의 사용법 ∙납땜인두, 인두받침대, 납제거기 ￭ 납땜 방법 익히기 ∙땜납의 특성 알기 ∙납땜 방법 익히기 ￭ 납땜 실습하기 ∙만능기판에 납땜 실습하기 ∙저항 연결해 보기	▲납땜인두, 땜납, 인두받침, 만능기판(연습용기판), 저항, 콘덴서
	5 27
7~10	6 10	◦납땜을 이용하여 전자 사이렌 ∙전자 사이렌부품 알기(저항, 콘덴서, 트랜스 등) ∙회로도 알기 ∙회로 기판에 부품 납땜하기 ◦완성 제품 시험하여 이상 유무를 확인 잘 못 부분 수정하기	▲전자 키트, 회로도, 납땜인두, 땜납, 인두받침
	6 24
11~14	7 5	￭ 1석 리플렉스 라디오 조립하기 ∙전자부품확인(저항, 콘덴서, 인덕터, 트랜스) ∙회로도 이해하기 ∙회로 기판에 부품 납땜하기 ￭ 완성 제품 시험하여 이상 유무를 확인 잘 못 된 부분 수정하기	▲1석 리플렉스 라디오, 1석 리플렉스 라디오회로도, 납땜인두, 땜납, 인두받침
15~18	9 9	￭ 날이 밝으면 울리는 전자새 ∙전자부품 알기(저항, 콘덴서, 인덕터, 트랜스) ∙회로도 알기 ∙회로 기판에 부품 납땜하기 ￭ 완성 제품 시험하여 이상 유무를 확인 잘 못 부분 수정하기	▲날이 밝으면 울리는 전자새 부품, 만능기판, 회로도
	9 23
19~22	10 7	￭ 4석 라디오 리플렉스 조립하기 ∙전자부품확인(저항, 콘덴서, 인덕터, 트랜스) ∙회로도 이해하기 ∙회로 기판에 부품 납땜하기 ◦완성 제품 시험하여 이상 유무를 확인 잘 못 된 부분 수정하기	▲4석 리플렉스 라디오, 회로도, 납땜인두, 땜납, 인두받침
	11 18

 

6. 교수 ․ 학습 과정안

 

(전자과학)부 활동 내용

 

활동주제	연간 학습활동 내용 및 전자과학 기초 이론 알기
학습목표	연간 학습활동 내용 및 전자과학 기초 이론 알 수 있다.
학습내용	- 연간활동 내용 안내 - 전자과학의 기초이론 알아보기
지도시기	5월 13일	중점 지도 요소				지도교사	윤민하
		인간 존중	자기관리	공동체 의식	의사 결정
차 시	1/22		○			지도장소	1-질서반 교실
준비물	교사용	전자제품 사진 자료
	학생용	학습지
과 정 (시간)	활동 내용							자료 및 유의점
준비 (5분)	◆ 일상생활에서 이용하고 있는 전자제품에 대해 본다. ◦ 교실에서 사용하고 있는 전자제품 ◦ 가정에서 사용하고 있는 전자제품
실습 (30분)	◆ 과학탐구부의 조직 ◦ 부장 선출 및 모둠 조직 ◆ 연간 학습활동 내용 안내 ◦ 준비할 공구 안내 및 연간 학습활동 안내 ◆ 전자과학에 대하여 기초적인 이론 알아보기 - 전기란 무엇인가? ◦ 전류란 무엇일까? ◦ 전자란 무엇일까? ◦ 자유 전자란 무엇일까? ◦ 전류의 단위는 암페어이다 ◦ 전류의 흐름과 물 흐름 비교 ◦ 전압이란 무엇일까? ◦ 전력이란 무엇일까? ◦ 폐회로란 무엇일까? ◆ 전자과학에 대하여 더 알고 싶은 것 찾아보기							※학습지 ※모둠별로 참고도서를 활용스스로 찾아보고 정리하도록 한다.
정리 (5분)	◆ 전자과학에 대한 기초적인 이론을 정리 한다
평가	◆ 전자과학에 대한 기초적인 이론을 바르게 정리하였는가?

 

(전자과학)부 활동 내용

 

활동주제	각종 공구의 사용법을 알고 바르게 사용하기
학습목표	각종 공구의 사용법을 알고 바르게 사용하고 할 수 있다.
학습내용	- 기본 공구 사용법 알고 바르게 사용하기 - 테스터의 사용법 알기
지도시기	5월 13일	중점 지도 요소				지도교사	윤민하
		인간 존중	자기관리	공동체 의식	의사 결정
차 시	2/22		○			지도장소	1-질서반 교실
준비물	교사용	각종 공구의 사용법
	학생용	니퍼, 롱 로즈 플라이어, 납땜인두, 인두받침대, 실납 등
과 정 (시간)	활동 내용							자료 및 유의점
준비 (5분)	◆ 학습의 흐름 안내하기 ◆ 준비물품 확인하기 ◦ 니퍼, 롱 로즈 플라이어,인두, 테스터 등 ◦ 실습자료 준비
기본기능 익히기 (30)	◆ 공구 사용할 때 주의사항 알아보기 ◦ 실습 시 안전위해요소 확인하기 ◆ 기본 공구 사용법 익히기 ◦ 니퍼 ◦ 롱 로즈 플라이어 ◦ 팬치 ◦ 외이어 스트립퍼 ◦ 드라이버 ◦ 줄 ◆ 테스터 사용법 ◦ 직류(DC) 전압 측정 ◦ 교류(AC) 전압 측정 ◦ 저항측정 ◦ 직류(DC) 전류 측정 ◦ 다이오드의 양부판정 ◦ 트랜지스터의 양부판정							※수시안전지도 ※테스터의 선택 스위치의 위치가 바른지 확인한다.
정리 (5분)	◆ 실습결과 확인 ◦ 공구의 사용법 정리하기 ◆ 정리하기
평가	◆ 작업에 필요한 공구를 바르게 다루는가? ◆ 공구의 사용이 바르고 안전하게 다루는가?

(전자과학)부 활동 내용

 

활동주제	납땜 관련 공구를 바르게 사용하고 납땜인두로 만능기판에 납땜 연습하기
학습목표	납땜에 관련된 공구를 바르게 사용하여 만능기판에 납땜을 할 수 있다.
학습내용	- 납땜에 관련된 공구 사용법 알기 - 만능기판에 납땜 연습하기
지도시기	5월 20일 5월 27일	중점 지도 요소				지도교사	윤민하
		인간 존중	자기관리	공동체 의식	의사 결정
차 시	3~6/22		○			지도장소	1-질서반 교실
준비물	교사용	납땜에 관련된 공구 사용법
	학생용	납땜인두, 인두받침대, 납, 만능기판 등
과 정 (시간)	활동 내용							자료 및 유의점
준비 (5분)	◆ 학습의 흐름 안내하기 ◆ 준비물품 확인하기 ◦ 니퍼, 롱 로즈 플라이어, 납땜인두, 인두받침대, 납, 만능기판 등 ◦ 실습자료 준비
기본기능 익히기 (15) 실습 (120분)	◆ 주의사항 알아보기 ◦실습시 안전위해요소 확인하기 ◆ 납땜에 관련된 공구 사용법 익히기 ◦ 납땜인두 : 인두, 권총형 인두 ◦ 인두 받침대 ◦ 납제거기 ◦ 실납 ◆ 만능기판에 납땜 연습하기 ◦ 납땜인두를 콘센트에 꽂는다. ◦ 땜납을 20cm 정도 잘라서 준비한다. ◦ 납땜할 기관에 납땜인두를 대고 가열한다. ◦ 예열 후 전기인두를 기판에 고정시키고 땜납만 1초 정도 납땜 인두 끝에 대면 구리선과 기관이 납땜된다. ◆ 저항 등 부품 연결해 보기							※수시안전지도 ※ 인두가 가열 되었을 때 화상 입지 않도록 주의 ※ 납땜인두 팁은 향상 청결히 할 것 (줄로 수정)
정리 (20분)	◆ 실습결과 확인 ◦ 납량이 적정한지 확인 ◦ 납땜인두의 경사각이 정확한지 확인 ◆ 정리하기
평가	◆ 필요한 공구를 바르게 다루는가? ◆ 납땜인두의 사용이 바르고 납땜을 바르게 했는가?

납땜 용접법

 

1) 땜납의 종류 : 봉납, 실납, 크림납, 입상납. 등  주로 실납 사용 : 굵기=0.5-3mm, 플럭스 포함된 것

 

2)  플럭스 특징 : 송진 등이 들어 있음

① 납땜할 표면에 오물 및 산화물 환원 용융   ② 모재에 납이 골고루 퍼지게 한다  ③ 납땜을 환후 산화를 방지한다

 

3) 납땜인두 종류

① 기판에는 30w 용  ② 배선 작업에는 30-60w   ③ 모재 작업에는 60w(기동모터 브러시)

 

4) 납땜 공정

① 인두는 볼펜 잡는 방식, 인두 팁은 청결히

② 각도는 30-40도 정도

③ 전원 공급하여 인두 팁이 적정 온도 올라갈 때 까지 기다린다

④ 모재에 열을 가한다

⑤ 납땜 한다

⑥ 팁의 온도가 높으면 동박이 뜰뜨고 플러스 작용이 없어지고 광택이 나지 않는다

⑦ 팁의 온도가 낮으면 냉납땜 되어 접촉불량 및 오작동

⑧ 납땜은 신속 정확하게 할 것

⑨ 아래그림 참조

 

 

5) 납땜 의 안전사항

 

① 인두가 가열 되었을 때 화상 입지 않도록 주의

② 배선 커터 작업 시 잘려진 부분이 얼굴에 튀지 않도록 주의

③ 납땜인두 팁은 향상 청결히 할 것 (줄로 수정)

 

 

(전자과학)부 활동 내용

 

활동주제	전자 사이렌 만들기
학습목표	실체도를 보고 납땜과 커넥터를 이용하여 전자사이렌을 완성할 수 있다.
학습내용	- 회로도를 보고 실체도 그리기 - 납땜을 이용하여 전자 사이렌 완성하기
지도시기	6월 10일 6월 24일	중점 지도 요소				지도교사	윤민하
		인간 존중	자기관리	공동체 의식	의사 결정
차 시	7~10/22		○			지도장소	1-질서반 교실
준비물	교사용	확대 회로도
	학생용	전자키트, 각종 용구
과 정 (시간)	활동 내용							자료 및 유의점
준비 (5분)	◆ 학습의 흐름 안내하기 ◦ 실습에 필요한 준비물 확인→실습계획 세우기→실습하기 →실습결과 확인 및 평가→학습정리
기본기능 익히기 (20) 실습 (120분)	◆ 실습 계획 세우기 ◦ 구상하기 ◦ 실습자료 준비 ◆ 주의사항 알아보기 ◦ 실습시 안전위해요소 확인하기 ◆ 기구 사용법 익히기 ◦전자부품의 명칭과 기능 확인하기 ◦납땜 시범보이기 ◦납땜기판에 연습하기 ◦회로도 이해하기 ◦기호가 생략된 실체도 직접 그리기 ◆ ‘전자 사이렌’ 만들기 ◦ 납땜을 이용하여 전자 사이렌을 만들어 봅시다. ◦ 교과서에 제시된 기호가 생략된 실체도 그려보기 ◦ 회로 기관에 부품 끼우기 ◦ 납땜하기 ◦ 니퍼로 선 절단하기 ◦ 동작 확인하기 -스위치를 ON으로 하면 사이렌 소리가 난다. -스위치를 OFF로 하면 사이렌 소리가 멈춘다. ◦ 케이스 조립하기							※실물 화상기 ※회로도 확대 이미지 ※인두 부분 화상에 유의
정리 (15분)	◆ 실습결과 확인 ◦작동여부 확인 ◆ 정리하기
평가	◆ 납땜과 커넥터를 이용하여 전자 키트를 만들 수 있는가? ◆ 필요한 공구를 바르게 다루는가?

 

(전자과학)부 활동 내용

 

활동주제	1석 리플렉스 라디오 조립하기
학습목표	전자 부품의 원리와 회로기호를 알 수 있고 1석 라디오키트를 제작하여 작동시킬 수 있다.
학습내용	- 1석 라디오 회로도를 보고 실체도 그리기 - 납땜을 이용하여 라디오 완성하기
지도시기	7월 5일	중점 지도 요소				지도교사	윤민하
		인간 존중	자기관리	공동체 의식	의사 결정
차 시	11~14/22		○			지도장소	1-질서반 교실
준비물	교사용	1석 리플렉스 라디오 확대 회로도
	학생용	1석 라디오키트, 라디오 펜치, 니퍼, 드라이버, 납땜인두, 실납, 인두받침대, 건전지(9V) 등
과 정 (시간)	활동 내용							자료 및 유의점
준비 (5분)	◆ 학습의 흐름 안내하기 ◦ 실습에 필요한 준비물 확인→실습계획 세우기→실습하기 →실습결과 확인 및 평가→학습정리							※전 시간에 만든 1석 라디오
기본기능 익히기 (25) 실습1 (20분) 실습2 (100분)	◆ 부품 확인하기 ◦ 저 항, 다이오드, 콘덴서, 변압기, 안테나, Speaker, 이어폰, 트랜지스터 등 ◆ 1석 리플렉스 라디오의 구조와 작동 원리알기    ㉠ 동조 회로 : 동조 코일, 가변 콘덴서(바리콘)    ㉡ 고주파 증폭 회로 : 트랜지스터    ㉢ 검파 회로 : 다이오드    ㉣ 저주파 증폭 회로 : 트랜지스터    ㉤ 이어폰 : 소리 재생 ◆ 회로도 이해하고 그려보기 ◆ 1석 리플렉스 라디오 ◦ 부품 조립 방법 알기 ◦ 납땜하기 ◦ 작동해 보기 -소리가 나는지 확인한다. ◦ 케이스 조립하기							※회로도는 기호가 생략된 실체도를 그려보게 한다. ※납땜인두 사용시 안전 지도를 철저히 한다.
정리 (10분)	◆ 잘못된 부분 수정하기 ◦ 납땜이 바르게 되었는지 확인 ◦ 부품의 극이 바꾸지 않았는지 확인
평가	◆ 진지한 태도로 활동에 임하는가? ◆ 1석 리플렉스 라디오의 구조와 작동 원리알기 대해 잘 알고 있는가?

 

전자부품의 원리 및 1석 라디오 제작

 

 

1. 전자부품의 원리

 

1) 저항(Resistor)

 

저항은 말 그대로 전기의 저항을 갖는 부품으로 저항이 많으면 전류가 잘 흐르지 못하고 저항이 적으면 전류는 순조롭게 흐른다. 이 전류의 흐름을 조절해 주는 역할 을 하는 게 저항이며 저항에는 『고정저항, 반 고정저항, 가변저항』 이 있다.

고 정 저 항	반 고 정 저 항	가 변 저 항

※참고 - 저항은 1Ω에서 수㏁까지 있으며 단위는 Ω, ㏀, ㏁으로 표시 100Ω이

1㏀, 1000㏀이 1㏁

 

2) 마일러, 세라믹콘덴서(capacitor)

 

세라믹과 마일러콘덴서는 같이 사용할 수 있으나 세라믹콘덴서는 고주파에서 특성 이 좋으며, 마일러는 저주파 회로에 많이 쓰인다. 즉, 세라믹은 낮은 용량으로도 많 이 쓰이나 마일러는 용량이 큰 것이 많다. 회로에서 하는 역할은 교류 전류는 쉽게 보내주고, 직류 전류는 잘 보내지 않는 특성이 있다.

 

<회로기호>		<참고> 피코 패러드(㎊) 100만 ㎊ - 1㎌ 마이크로 패러드(㎌) 100만㎌ - 1F 패러드(F)
세라믹 (1P ～㎌)
(100P ～㎌)

 

3) 트랜지스터(Transistor)

 

트랜지스터는 반도체부품으로(IC, LED, 다이오드, 트리이액, SCR 등이 반도체부품) 도체와 부도체(절연체)의 중간성질을 가진 부품으로 회로에서의 역할은 작은 전기신 호를 크게 올려주는 증폭역할과 시간을 조절해주는 스위칭 역할 등을 한다. 트랜지 스터는 PNP, NPN형이 있으며 PNP형은 +전원이 베이스에 연결되며 NPN형은 - 로 연결 되는게 다르다.

※참고 - 트랜지스터는 열에 약한 부품(150℃)으로 기판에서 1cm이상 간격을 두고 꽂 아야 한다.

 

4) 전해콘덴서(EL. Capacitor)

 

정전용량을 갖는 부품으로 전기를 얼마만큼 저장하느냐에 따라 값이 정해진다. 즉, 1㎌에서 수백㎌까지 사용되지만 값이 클수록 정전용량이 많은 것이다. 새소리회로에 서 사용하는 47㎌ 콘덴서는 새소리 울음소리를 수초동안 유지시켜 준다. 플러스(+), 마이너스(-) 극성이 있으며 (-)표시는 몸체에 표시되어있다.

≪회로기호≫

※참고 - 전자회로에서 긴 리드는 어느 부품이든 +에 해당한다.

5) 황화카드뮴(CDS)(photo conductive sell)

빛이 들어가면 내부저항 값이 변화하는 빛감지 센서로 어두운 곳에서는 저항 값이 높지만(수십～수백㏀)빛이 들어가면 수Ω에서 수십Ω으로 낮아진다. 이 변화를 이용 하여 회로를 구성한다.

≪회로기호≫

※참고 - 기판에 꽂을 때는 1.5cm～2cm 높이를 유지한다.(극성은 없는 부품임)

6) 트랜스(Transformer)

 

트랜스는 고주파트랜스(IPT), 저주파트랜스(OPT)로 2개가 사용된다. IPT는 앞단에 출력을 다음 단에 능률적으로 전달해주고, OPT는 가급적 손실을 없애고 큰 출력을 나오게 해 스피커에 연결시킨다.

 

 

<회로기호>

OPT 출력트랜스 - 빨강색 IPT 입력트랜스 - 녹색 또는 청색

 

7) 스위치(Switch)

 

전원을 공급하고, 차단하는 역할을 한다. 일반 배선으로도 가능하나 불편하다. 스 위치는 ON, OFF스위치(전원SW)누르면 동작되는 푸시보턴 기능의 스위치 등이 있다.

 

8)다이오드(DIODE)

 

다이오드는 반도체의 기본적인 부품으로 단일 방향으로만 전기신호를 보낼 수 있습니다

또한 다이오드의 종류는 용도별로 많이 있으나 정류 및 검파 기능에 주로 사용되고 있습니다.

 

 

2. 1석 리디오키트 제작하기

 

1) 사용되는 부품들

NO	부품이름	갯 수	회로기호 실제모양		하는 일
1	트랜지스터 (Transistor) 2SC 1815	1개			작은 전기신호를 크게 증폭해주는 역할과 스위칭 역할 등
2	다이오드 (DOIDE)	3개			1N4148 띠가 있는 쪽이 K (극성주의)
3	저 항(Resistor) 4.7㏀ - 조․보․빨․금 100㏀ - 갈․검․노․금	1개 1개			전류의 흐름을 조절한다.
4	세라믹콘덴서 (C)	2개			전류는 차단 직류만 내보낸다.
5	초크코일(RFC)				고주파 차단
5	전지스냅(BAT)	1개			전원 연결용 단자 전지를 회로에 연결해주는 장치
6	그밖에 부품	안테나코일 set PCB 기판, 라디오잭 XTAL 이어폰, VR, VC 손잡이

 

 

2) 1석 라디오키트의 부품 배치 모양

 

3) 1석 라디오의 기본회로도 및 안테나코일 순서