고급물리:유도

이 틀은 틀:현재 교육과정:고급물리에서 관리한다. 틀:15개정 고급물리

틀:15개정 고급물리 단원 보기

1. 역학

1. 고급물리:운동
2. 고급물리:운동 법칙
3. 고급물리:일과 에너지
4. 고급물리:퍼텐셜 에너지
5. 고급물리:에너지 보존
6. 고급물리:질량중심
7. 고급물리:충돌과 추진
8. 고급물리:회전운동과 운동법칙
9. 고급물리:행성의 운동

2. 전자기학

1. 고급물리:가우스의 법칙
2. 고급물리:전위
3. 고급물리:전기 용량
4. 고급물리:전류와 저항
5. 고급물리:키르히호프
6. 고급물리:자기장
7. 고급물리:전류가 만드는 자기장
8. 고급물리:유도

3. 광학

배우는 이유

흥미적 이유	출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~) 간단하게 던질 만한 질문이 없네... 오늘은 철학적 논의를 해 봅시다.
직업적 이유	전기기사, 전자기사 등 기사가 되기 위해. 기사는 간지나니까.
학문적 이유	자기장은 어떻게 만들어진 걸까?
너희들은?
배워야 할 것

학습

영상

수업	영상

수업요약

핵심개념

개념	설명
자기용량으로 표현한 역기전력	$\varepsilon =L{\frac {dI}{dt}}$
RL회로의 미분방정식 풀이
코일에 저장된 에너지	$U_{B}={\frac {1}{2}}LI^{2}$
자기장에 저장된 에너지	$u_{B}={\frac {1}{2}}{\frac {B^{2}}{\mu _{0}}}$

전개질문

1. 어째서 교과서는 역사적 맥락을 소개하지 않는 것일까?(개인적으로도 할리데이에도 불만이 생겨;;)

도착질문

1. 자기장에 에너지가 저장된다는 표현을 하였다. 자기장은 실존하는 것인가?

학생들의 질문

분류하지 않은 질문

분류	질문	대답
개념	코일에도 저항이 있는 것 아닌가요? 그런데 왜 코일의 저항은 고려하지 않는지?	실제론 있지만, 논리적 접근을 위해 없다 가정하고 이로부터 찬찬히 조건을 더해 현실 세계에서의 움직임과 동일하게 맞춰갑니다~
	왜 쓰이는 로마자 기호가 자꾸 바뀌나요	어? 어디서;;?
	모든 폐회로는 전류가 처음 흐를때 자체유도가 생기나요?	네.
	RLC 교류 회로에서 기전력은 교류가 공급하는 것이고 퍼텐셜은 각각의 저항,축전가,인덕턴스에 걸리는 전압을 말하는 건가오? 할리데이에서 말하는 퍼텐셜은 뭘 말하는건가요? 각각의 전압?	할리데이에서 말하는 퍼텐셜..어디에서 본 건지 모르겠지만, 보통 기전력은 회로 밖에서 가해주는 것, 전압은 각각의 전기요소에 걸리는 걸 말하죠. 상황에 따라 다르게 생각해야 할 것 같아요.
	정격 입력, 정격 출력 등 문제에서 사용되는 용어들이 헷갈립니다. 출력, 입력, DC, AC 등 문제에서 사용되는 용어들에 대한 정리 부탁드립니다 !!	입력은 회로에 가해지는 것, 출력은 원인에 의해 회로에서 나오는 것. DC(direct current)는 직류, AC(alternating current)는 교류!
	질문: 교류와 직류 말고 다른 종류의 전류의 흐름은 생기지 않을까?	모든 펄스는 sin함수의 합으로 나타낼 수 있어요.
	전류가 직류나 교류에서 조금 튀는 구간이 없이 나타나요? 튀는 구간들이 있다면 어떻게 잡아주나요?	튀는 구간;;;?이 뭐지;;?
	50Hz전용으로 만들어진 제품을 60Hz로 사용하거나 60Hz전용으로 만들어진 제품을 50Hz로 사용할 때, 부작용이 있음에도 주파수 변환장치를 사용하지 않는 경우도 많다고 들었는데 그 이유가 궁금합니다.	크게 달라지지 않아서요. 분명 다른 점은 있지만, 인간이 구분하지 못할 정도의 변화이겠지요. 직류로 펴는 경우엔 진동수가 조금 달라도 결과적으로 비슷해질테니까요.
	1.5V, 9V 등 다양한 전압의 건전지를 이용해서 220v를 만들고 교류로 바꿔주면 선풍기를 작동시킬 수 있나요? 작동이 되면 어느정도까지 유지되나요?	네, 작동하죠. 건전지로 테슬라 충전도 할 수 있는걸요. 어느 정도까지...는 말하기 어려울 것 같네요. 전지에 얼마만큼의 에너지가 저장되어 있는지 스펙을 살펴야겠지요!
	피카츄 발전기는 교류인가요 직류인가요?	일반적으로 ATP나 신경신호의 전달은 이온의 방출로 인한 1회성 전기잖아요? 그래서 직류라고 보는 게 맞지 않을까요?
	왜 전압의 규격을 세계적으로 통일시키지 않을까요	이미 깔린 인프라를 바꾸기엔 돈이 너무 많이 들기 때문이죠. 바꾸어야 하는 상대국가에 엄청난 돈을 부어주어야 바꿀 수 있을텐데...굳이..라는 생각이지 않을까요?
호기심	터빈을 돌리는 행위 외에 효율적인 발전 방법이 존재하나요?	모든 발전은 결국... 터빈을 돌리게 되죠. 수력발전, 풍력발전, 지력발전은 물론이요, 화력발전... 심지어 최첨단의 원자력 발전도 결국 터빈을 돌리기 위한 거죠. 태양광 발전도 있지만... 태양열 발전 또한 사라지지 않는 것은.. 효율성 문제겠지요.
기타	전기와 역학의 공식이 동일한 꼴을 띠는 이유는 무엇으로 해석 가능한가요?	우주의... 통일성...!??
헛소리
건의	지금 진도가 미친듯이 많은데 혹시 시험문제를 쉽게 내실 계획이신 건가요?	미친듯이 많지만... 찬찬히 보면 외워야 할 공식은 하루에 그리 많지 않을 거에요. 여러분들은 엘리트니까! 하지만, 내가 어렵게 낼 능력이 없기 때문에. 적절히 내 수준에 맞춰서 내보겠습니다.(진도와 관련 없는, 창의성? 관련 문제도 조금은 물어보고 싶은데...)

더 나아가기

교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들은 보세요~

수업 후, 흥미로운 것

시간이 남을 때에만 보세요~

답

많은 국가에서 60Hz의 주파수를 사용하는 이유는 뭘까?
답변	선생님코멘트
많은 국가에서 60Hz의 주파수를 사용하기 때문에 (C타입 쓰는거랑 비슷한 느낌) 기전력, 전류가 초당 120번 바뀜	그니까; 왜 그걸 쓰게 되었을까;;
미국에서 전기를 수입해서 영향을 받았습니다. 그 이유는 과거로 거슬러 올라가야 합니다. 50Hz는 독일의 발전기 방식이고 60Hz는 미국의 발전기 방식입니다. 전기사업을 시작할 때 어느 나라 발전기를 수입했는지에 따라 달라지는 것인데요. 그래서일까요? 과거 유럽의 영향력이 미쳤던 중동, 동남아지역 대부분은 50Hz 전기 주파수를 사용하고 있습니다. 미국의 영향력이 높았던 사우디, 필리핀, 한국, 일본의 일부 지역 정도만 60Hz 전기 주파수를 사용하고 있죠. 출처 : 전기저널(http://www.keaj.kr)	조금만 더...!
교류이면서 송전 손실을 최대로 줄일 수 있는 주파수임.	송전 손실은 주파수랑은 관련 없지 않나;;?
전세계 공통으로 사용하기 때문에 만약 티비와 촬영 카메라에 주파수가 다르면 눈에 불편함을 주기 때문이다. 이미 많은 국가에서 사용하고 있고 원래 보던 주파수와 다르면 보기에 불편할 수 있다.	오오...!
초기 발전기가 60Hz짜리를 사용하였기 때문에, 근데 85%의 나라는 50Hz를 사용하는데요... 처음에 독일의 발전기는 50Hz, 미국의 발전기는 60Hz 였는데, 독일의 영향을 받은 나라들은 50Hz의 주파수를 사용하고 미국의 영향을 받은 우리나라와 같은 나라들은 60Hz를 사용한다고 한다.	오!
60진법을 사용해서 아닐까요..?	그것도 아주 약간의 관련은 있을 것 같아요. 60은 약수가 참 많거든요.
너무 높은 주파수를 사용하면 전력손실이 커지고, 너무 낮은 주파수를 사용하면 조명의 깜빡임 같은 것을 인지할 수도 있게 되어 불편해지기 때문에 그 적당한 타협점이 60Hz이기도 하고, 원래 제품을 만들 때 사용하기를 기대했던 주파수가 아니라 다른 주파수를 사용하면 약간의 문제가 생길 수 있기에 한 주파수로 통일하는 것이 합리적이여서 초기에 시장을 장악한 60Hz로 통일하게 된 것이라고 생각합니다.	높은 주파수를 사용할 때 전력 손실..이라기보단, 에너지의 전달에 문제가 생기죠.
휴대폰 충전기의 정격 입력이 60Hz, 0.2A일 때 전류의 진폭은 얼마일까? 정격 출력이 DC9V, 0.8A일 때 전류의 진폭은 얼마일까?
답변	선생님코멘트
0.2*root2, DC는 직류라 진폭이 없다	훌륭합니다!
0.2 / sqrt(2), 0.8	전자기기에 나타나 있는 게 이미 실효값이기 때문에 진폭을 알기 위해선 root2를 곱해야 해요!
충전기 -> 실효값, 즉 0.2A = I / sqrt(2) => i = 0.2A * sqrt(2) | 2번출제오류	오, 훌륭합니다. 2번은 직류니까, 진폭이 0이라고 하면 되죠 ㅎㅎㅎ
0이다. 직류이므로 진폭이 없습니다. 죄송합니다. 교류를 공부하지 않았습니다. 빠른 시일 내에 문제를 풀 수 있는 실력을 만들겠습니다. 두번째 문제의 답은 0입니다. 직류에서는 진폭이 존재하지 않습니다.	입력 전류의 진폭은 왜 안썼나; 2번은 잘 했네요
0.2X루트2, 없다 1번째 질문: 정격입력의 값은 rms임,로 다시 루트 2를 곱해준다. ->0.2×루트 2 2번째 질문:DC는 진동하지 않는다.->0 1. 0.2*sqrt(2) [A] 2. 0이다. 직류 전원이므로 전류의 세기 및 방향이 일정하므로 진폭이 없다. 전자의 경우 0.2*2^(1/2)이고, 후자의 경우 진폭을 정의할 수 없습니다.	훌륭.
내가 몰라서 물어보는 질문. 12V, 220V, 110V 등 우리가 일상에서 사용하는, 다양하게 규격화된 전압이 있는데, 왜 이런 숫자들의 전압이 규격화 되었을까? 맘에 드는 숫자 하나 골라서 생각해 보기!
답변	선생님코멘트
220V를 사용하는 이유는 송전 시의 전력손실 때문이라는 상식이 알려져 있다. 결론적으로 이는 맞는 말이나, 단순히 이러한 사실만으로는 일반 가정용 전압과 송전 및 배전용 전압이 별개임에도 왜 전력손실이 줄게 되는지에 대해서는 의문이 남게될 수도 있을 것이다. 이에 대해 알기 위해선 변전 측면에서 조금 더 살펴볼 필요가 있다. 일반 전압은 변전에 큰 영향을 끼치며, 배전시의 전압, 즉 전봇대 전압을 제한하게 된다. 110V는 220V에 비해 전압 강하에 훨씬 민감하기 때문에 전원 품질을 유지하기 위해 변전을 훨씬 많이 해야 하며, 배전에 사용되는 망의 전압도 훨씬 낮다. 결국 이는 변전소 수를 증가시키고 비용의 증가로 이어진다. 결국 이러한 이유로 가정용 전압으로 220V를 사용하는 것은 비용 측면에 있어 훨씬 효율적인 결과로 나타나게 되는 것이다. - 출처 : 나무위키	훌륭합니다.
미국이 그렇게 하자고 했을 것 같음.	그니까 왜;
220V, 전압을 일정하게 유지시키기 위해서입니다.	?????
220V, 110V말고도 홍콩은 200V, 캐나다는 120V를 쓰는 등 국가 별로 차이가 있는 것을 보아 집에 공급되는 전압이 다를려면 변압기가 전부 달라야 할텐데 부품 호한성을 높여 정비나 수리를 더 유용하게 하기 위하여 국가에서 약속하여 정한 것이 아닐까요?(국가에서 관리하는 인프라이니 일정하지 않을까?)	오오, 그럼 왜 하필 저런 숫자로 맞추게 되었는가에 대해...!!
110V를 사용하는 이유는 에디슨이 전구 실험할 때 110V로 실험했기 때문에, 220V는 단순히 효율 올린다고 2배 한거다. 12V는 현재 미국의 표준 전압인 120V의 단순한 1/10배다. 그리고 현재 우리나라는 220V부터 240V까지 전부 표준 전압이다. 대부분의 나라가 220V~250V사이에 표준 전압을 둔다. 이건 지역마다 공급하는 전압이 달라서 그렇다. 그리고 이미 전압을 바꾸거나 내리기에는 각 나라의 전자제품, 설비 등이 기존의 전압에 맞추어져 있어서 바꾸어서 드는 이득이 엄청나더라도 그 바꾸는 비용보다 클 수 없다. 5V도 그냥 가까운 범위의 전압, 4V나 6V도 아무 상관 없지만 우리가 10진수 체계를 사용하기에 범용적으로 사용된다. 에디슨이 전구를 발면하고, 상용화할때 전류를 켜기위한 안정적인 전압을 110V전압으로 채택했기 때문이라 하네요.220V는 전력손실을 줄이기위해 단순히 110V에서 두배로 높인거로 알고있습니다. 에디슨이 적당히 전구를 킬만한 전압이 필요해서 110V를 사용했었다고 합니다. 저희는 그 2배를 쓰고 있고요	오오, 멋졍.

생기부 기록 예시

	선생님코멘트

각주

보기 전에 먼저 생각해보세요~