MiraeN Science 2 · Electric & Magnetism

자기장 속 코일이 받는 힘

자기장 사이에 놓인 코일에 전류를 흘리면 양쪽 도선이 반대 방향 힘을 받아 돌림힘이 생깁니다. 브러시와 정류자가 반 바퀴마다 전류 방향을 바꾸면 이 힘이 계속 같은 회전 방향으로 이어져 전동기가 됩니다.

예측 → 실행 → 검증 교과서 연계: 미래엔 과학2 p266~269 학습용 확대/가속 · 상대 토크 모델

1. 자기장 사이에 코일을 배치했습니다 코일만 놓여 있을 때는 아직 회전하지 않습니다. 전류가 흐르는 순간 양쪽 도선에 서로 반대 방향 힘이 생기는지 먼저 예측해 보세요.

자기장 속에서 전류가 흐르는 코일은 힘을 받아 회전할 수 있으며, 이것이 전동기의 기본 원리입니다.

미래엔 과학2 7권 p266~269, 공식 인덱스 실험 영상 p266과 연결된 활동입니다.

선풍기, 전동칫솔, 장난감 모터, 로봇 바퀴 구동 장치 모두 같은 기본 원리를 사용합니다.

색만으로 의미를 구분하지 않도록 자기장(B), 전류(I), 전하 이동, 힘(F)을 서로 다른 색과 텍스트로 함께 표시했습니다. 노란 입자는 전하 이동을, 주황색 화살표는 전류 방향을 나타내므로 두 방향이 서로 다를 수 있습니다.

상대 토크 2.40 τ

회전 방향 반시계

왼쪽 도선 힘 / 오른쪽 도선 힘 아래 / 위

실험 모드 전동기 비교

자기장 B 전류 방향 I 전하 이동 힘 F

기본 코일은 토크가 줄며 멈추고, 전동기 모드는 정류자 덕분에 같은 방향 토크가 반복됩니다.

자기장, 전류 세기, 감은 수가 상대 토크에 얼마나 기여하는지 비교합니다.

중학교 수준에서 절대 토크 대신 방향과 크기 변화를 읽기 위한 상대 모델을 사용합니다.

브러시와 정류자가 있는 전동기 모드는 반 바퀴마다 코일 전류를 바꿔 연속 회전을 유지합니다.

반례 카드를 누르면 장면이 즉시 바뀌며 왜 틀렸는지 먼저 보여 줍니다.

현재 조건 전동기 모드 · 전류 정방향 · 자기장 N→S · 4회 감음 · 1.6 A

예측 먼저 회전 방향과 연속 회전 여부를 예측해 보세요.

실제 결과 예측 검증 실행을 누르면 실제 회전 결과가 기록됩니다.

해석 양쪽 도선의 힘, 자기장 방향, 정류자 유무를 한 문장으로 연결해 보세요.

전류 방향과 자기장 방향, 전동기/기본 코일 모드를 보고 어떤 결과가 나올지 먼저 선택하세요.

틀린 생각을 바로 정답으로 고치기보다, 장면이 먼저 반례를 보여 주도록 구성했습니다.

현재는 전동기 비교 모드입니다. 비교 버튼을 누르면 정류자가 없는 기본 코일 실험으로 바뀌며, 왜 연속 회전이 끊기는지 바로 볼 수 있습니다.