커뮤니티에서도 논란인 이 과학 문제, 직접 실험해봤습니다
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- เผยแพร่เมื่อ 13 มิ.ย. 2024
- 코일을 '많이' 감는다? '촘촘히' 감는다?
둘 다 가능한 답일까요?
궁금해서 직접 만들었습니다!
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국문과 연구원 모셔다 놓고 많이와 촘촘하게의 사전적 정의부터 짚고 넘어간 게 좋았습니다
국문학과 공부를 하시는 분의 분석력이 정말 뛰어나다고 생각이 듭니다. 각 단어의 뜻을 정확히 이해하니 여러 상황의 기준점을 정하는데 확실히 합리적이고 논리적 접근이 가능해 보이네요. 공학/과학에서는 “전제”를 두는 것이 정말 중요한걸로 알고있습니다. 공학자/엔지니어는 그냥 기계를 뚝딱뚝딱 만드는 사람이 아니라 과학, 수학의 원리를 디자인, 개발, 구조유지, 기계, 시스템 등등에 효과적으로 적용시키는 역할을 하는 사람입니다. 긱블을 통해서 공학의 의미도 잘 전달되고 그것이 발전으로 이어지면 좋겠습니다.
정리하면
촘촘하게 -> 정답
많게 -> '정해진 길이의 코일에서' 란 전제 없으면 오답
이 되겠네요
반대
@@Teru._.BozuS2촘촘하게는 이미 단어 자체가 단위면적당 많이 감는다는 의미니 전제가 필요없죠
촘촘히가 정답.
많이는 틀렸다고 할 수 있음
도선에 흐르는 전체 전력량을 물어본것이 아니라 전류의 세기를 물어봤으므로 촘촘히가 정답이고 많이는 틀렸음
이번 실험결과에서 보듯 촘촘히 감으면 짧고 굵게 전류가 확 흐르고 성글게 감으면 가늘고 길게 흐름 많이 감아도 성글게 감으면 피크는 치솟지 않는다는 말임
피크를 높이려면 빠르게 통과시켜야 높아질텐데, 그럼 촘촘히 감은 것도 똑같이 빠르게 통과시켜야겠지
걍 그 교사는 진짜 틀렸냐 아니냐 중요하지 않고 그냥 지 자존심 챙기는거임 자기가 맞다고 실제로도 그런 교사들 학창시절에 많이 있었자나 문제 오류 지적 하면 자기 맞다고 안틀렸다고 지금 나한테 대드는 거냐고 ㅋㅋㅋ
자존심이라기보단 교사들 시험문제낼때 오류내면 징계먹는데 그게 더 큰듯 그냥 자존심으로 보이지만
안그래도 해당 문제에서 '촘촘하게'가 오답으로 처리된 데에 대해서 저도 물리학자로서 불만이 많았는데 긱블에서 실험적으로 clarification을 해주니 좋습니다. 좋은 실험 감사합니다.
고등학교 교과서에서 ε_tot = N ΔΦ/Δt 라고 나오는 것은 다음과 같은 가정을 기반으로 합니다.
(1) 코일은 N개의 원형 도선이 직렬연결된 회로로 근사할 수 있다.
(2) 코일의 높이(회전축 방향 두께)는 자기장 변화의 characteristic distance에 비해 충분히 작다; 수식으로는 코일의 두께 Δz에 대해 B(z+Δz)/B(z) ≈ 1.
(3) 2로부터, N개 원형 도선은 모두 같은 위치 z에 있는 것으로 가정할 수 있다.
(4) 3으로부터, 어떤 시간 t에서 각 원형 도선의 자기선속 변화량 ΔΦ/Δt 값은 서로 같다.
이렇게 가정하면 각 원형 도선에서 발생하는 기전력이 ε_each = ΔΦ/Δt 로 동일하고, 그러므로 전체 코일에서의 기전력은 N개의 원형 도선에서 발생하는 기전력을 전부 더해 ε_tot = N * ε_each = N ΔΦ/Δt 이 됩니다.
이때 (1)은 항상 참으로 봐도 무방하지만 2, 3, 4는 그렇지 않습니다. 이는 어디까지나 simplifying assumption이고, 아주 특별한 상황에만 맞는 가정일 뿐 모든 상황에 적용될 수는 없습니다. 이를테면 이번에 실험하신 경우에도, 자석이 코일 중간을 통과하는 configuration을 보면 (2), (3), (4) 가정이 맞지 않다는 것을 알 수 있습니다. 달리 말하면 ε_tot = N ΔΦ/Δt 라는 식은 아주 특수한 경우에만 적용할 수 있는 식이고, 보다 일반적인 경우에는 코일을 감는 전선의 길이가 같을 때에 '촘촘하게' 감았을 때 기전력이 크게 발생하는 것이 맞습니다. 그러므로 '촘촘하게'는 정답으로 인정되어야합니다.
그러면 '촘촘하게' 감아도 기전력이 유의미하게 증가하지 않는 configuration은 어떻게 만들 수 있을까요? 다음과 같은 실험을 해보면 이 경우에는 유의미한 차이가 없는 것을 확인할 수 있을 겁니다.
- 자석을 일정한 속도로 평행이동시키지 말고, 대신 일정한 각속도로 회전시켜서 n극과 s극이 번갈아 코일을 향하도록 합니다.
- 자석과 코일간 거리를 멀리 떨어트립니다. (e.g. z = 50 cm)
- 촘촘하고 성긴 코일의 두께는 코일과 자석 사이 거리보다 아주 작게 만듭니다. (i.e. Δz/z
좋은 설명 감사합니다. 촘촘하게 감으면 선속밀도가 증가하규 변화량이 증가하면서 유도기전력에 영향을 주지 않나 궁금해서 막 찾아다녔는데 답을 얻기 어렵더라구요...
결국 법의 판결은 진실과 정의와 거리가 멀다는 사례가 되어버렸네요
오늘도 좋은 실험영상 감사합니다. 만드신 코일은 만드는데 들인 시간이 아까워서라도 교보재로 남기면 좋겠네요. 이론으로만 알던 것을 실험 결과로 보니까 더 잘 와닿네요.
태정태세님 영상 찍으신 이후로 다시 썸네일부터 맛도리나네 ㅋㅋ
⏮⏮유명여돌 영상 드디어 떴다구
다른 뜨거운 영상도 많아🥵
누구인지 알면 깜짝 놀랄거야
♯휴지필수 ♯레젼작
맞아요ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
이번 기획 정말 대단함 ㄷㄷ 문과이과 대통합실험 너무재밌고
잘 보았습니다. 권선관련 제품 생산 분야에 종사하고 있는데 상당히 흥미롭네요. 수업시간에는 단편적으로만 배웠던 페러데이 법칙이 실제 상황에서는 어떠한가에 대해 생각해볼 수 있는 컨텐츠였다고 생각합니다.
한 가지 개인적인 분석을 서술해보자면, 페러데이 법칙은 교과서에서 배울 때에는 유도 기전력을 -(권선 수)*(시간당 자속 밀도 변화율)로 배우게 되는데 이 때 유도 기전력이 권선수에 따른 선형적 증가 경향을 따르는 것은 실제로 자석이 모든 코일 구간에 대해 온전히 영향을 미치게 되는 자석 길이 구간 한도 내에 있어야 보다 엄밀히 성립되는 것이 아닐까 하는 생각이 들었습니다. 아마 국어 연구원 분께서 말씀하셨던 '이상적인' 상황에 해당되겠네요. 그렇기 때문에 동일한 촘촘함을 가진 2가지 코일(아마도 긴 쪽이 총 권수가 더 크겠지요)에 대해서 피크 전압값이 거의 동일하게 나온 것은 같은 촘촘함에 대해 솔레노이드 구간이 길어질수록(즉, 절대 권수가 많아질수록) 자석-코일 관계가 이상적이지 않은 상황이 된다고 볼 수 있을 것 같습니다. 실제로 자석의 자기력이 자석에서 멀어질수록 약해지기 때문에 자석 길이가 한정된 상황에서는 코일의 뒷부분은 자속밀도 변화량이 적어지지 않았나 싶습니다(마지막에 회로 연구원 분께서 말씀하신 자기장 차이가 일정하지 않은 상황에 해당될 수 있을 것 같습니다). 그러므로, '많이' 감은 상태에서 자석의 길이도 같이 늘어나야 피크 전압 및 전류값을 더 크게 가져감과 동시에 0볼트 구간이 단축될 것이라는 예측을 할 수 있을 것 같습니다.
과학은 교과서의 한 페이지에서 공식을 외우고 시험 문제를 맞추는 것을 초월하여 실제로 실험해보고 현상에 대한 이유를 분석하며 결과에 대한 공유와 토론을 하는 것이 보다 의미있는 것이 아닌가 하는 생각이 듭니다. 제작자분들 연구원분들 모두 수고하셨습니다.
오! 요즘 학교에서 자기장 배우는데 선생님이 이거 언급하시더라구요 상당히 이수화된 문제라고
매우 흥미로운 실험이었습니다
동일장치로 다양한 다른 실험들도 진행하면
재미있는 시리즈가 될것같습니다
⏮⏮유명여돌 영상 드디어 떴다구
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자석이 속력이 동일하면 시간이 같다고 가정할때 자석이 그 시간동안 통과하는 감긴 코일의 횟수가 큰쪽이 전류가 더 크겠죠 따라서 촘촘해야 할 것 같습니당
좋은 실험 영상 감사합니다! 앞으로도 재밌는 실험 해주세요.
제가 트랜스 설계 하고 손으로 감아서 smps용 변압기 등 설계했던 엔지니어인데 그 문제 틀렸었죠. 이론이 틀린건 아닌데 실제로는 제한된 공간에 감아야 하는 경우 촘촘하게 감는다는건 횟수가 증가한다는 말도 되니까요. 촘촘하게나 많이 감는다 모두 맞다고도 할수 있어서 문제가 잘못됬다는 댓글 달았었는데 대대글로 엄청나게 가르침을 받았네요 ㅎㅎㅎ. 그래서 겸험없는 사람들이 어설프게 알면 제일 강한 주장을 함.
결국 과학문제가 국어문제가 되어버렸음.
많이 감는다는 감은 횟수를 말하는것이고 감은 밀도를 얘기하지않고 있어서
5센티 구간에걸쳐 10번 감은것을
10센티 구간에걸쳐 20번 감아도 많이 감았다라고 표현할 수 있다.(이게 더 일반적일듯?)
반면 촘촘하게 감는다는 표현은 누가봐도 5센티영역에 10번 감았던것을 5센티영역에 20번 감는것을 촘촘하게 감는다고 표현한다.
고로 촘촘하게 감는것이 더 정답에 가까운 표현이라고 할수 있다
와~ 실험 겁나 멋있네요~!! 코일을 겹쳐서 감는 실험이 추가 되어야 할 것 같습니다~!
최소한 교과과정 문제 나올때는 (단,) 이러면서 조건을 걸어줘야 한다 생각함
당장 수능 물리만 해도 다른 요인을 배제 한다라는 조건이 있는데 학교에서 저런 조건 없이 문제를 출시하면 걍 선생이 무능한거임
정답....전제가 없으니 답이 여러가지 나올 수 있는데 정해진 답이 아니니 오답처리라....
대부분 대학 문제는 이론상을 묻기위해 단, 다른것은 동일 하다고 가정한다 를 많이 붙이긴 하죠
@@user-rr5lk3vt7b수능문제 본적 없으세요? 특정 조건 안붙은 문제가없는데요 만약 특정 조건 없이 그냥 내면 무조건 이의제기 당하고 조리돌림 당하고 전원정답됩니다 ㅋㅋ
솔직히 그렇게 하면 (단,)이게 꼬리에 꼬리를 물고 계속 나올 수밖에 없음. 생물은 아예 문제 내기가 불가능함 ㅋㅋ 문제라는 것 자체가 실제 세계를 100%구현하여 낼 수 없음. 그 수준이 교육과정에 한정되면 더욱 그렇고
@@user-rr5lk3vt7b진공 상태일 때로 한정한다는 말 붙이지 않나요?
한가지 덧붙여서 궁금한게 있습니다.
혹시 촘촘하게와 많이 뿐만 아니라 실험을 하신 김에 자석이 지나가는 단면적의 크기 변화에 따른 전압&전류의 변화가 있을까용?
페러데이의 법칙에 따르면 자석의 세기에 따라 달라진다고 알 수는 있으나 자석의 세기가 같고 코일이 감긴 지름 또는 단면적의 크기가 달라지면 어떻게 될까요??
다른거 다 똑같고 단면적만 다른 튜브관으로 실험할때 자기선속의 변화량이 감소하겠죠. 전압&전류 감소
이번 영상은 이과와 문과가 하나가 된 정말 유익한 영상이었습니다
애초에 문제를 애매하게 출제했으면 다중 정답을 인정해야지. 객관식도 아니고 주관식을 저리 만들어놓고선
이제 애매하지 않다는걸 증명했잖아
@@mint9506 ?????? 영상을 보고도 이해를 못한거 실화냐 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
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누구인지 알면 깜짝 놀랄거야
♯휴지필수 ♯레젼작
@@user-ge5nd7rl2l@user-ge5nd7rl2l 그니까 애매하지 않고 확실하게 촘촘하게가 정답임 이라는거아닌가요? 결과값상 많이는 영향을 거의 미치지 않고 밀도만 유의미하게 영향이 있는것 같은데요
@@elisha6455
코일을 많이 감는다. 라는 말이 동일한 길이에서 더 많은 코일(선)량을 가져간다,라고 보면 촘촘하다와 동일하게 볼수있을듯합니다
이과와 문과의 협업?> 이과의 연구데이터를 문과가 정리해주는거 정말 좋은듯함.
영상 보기 전에 제 생각으로는 균일한 자기장이 증감하는 상황이라고 가정한다면 촘촘히 감아도 의미가 없지만 문제의 상황에서는 자기장이 균일하지 않으니 촘촘히 감는것도 유도전류가 더 강해지기 때문에 복수정답이 되지 않나 싶네요
가장높은 효과를 얻으려면 어떻게 감아야하는지에 대해서도 찾아보는 과정을 거쳐볼수있을거같은데?! 재밌당
어릴적 학교 시험문제는 (단,) 이 적혀있는 경우가 많았다.
즉, 조건을 한정한 경우엔 교과서적인 답변이 가능하지만 현실의 실제환경에선 오차나 변수가 너무 많아 확정적으로 원하는 결과값을 얻긴 힘들다가 맞는거 같다.
그러므로, 출제자는 출제의도를 확실하게 하기위해 문제의 조건을 주었어야하며(예 : 1미터의 코일을) 수업중에도 정확한 정보 전달을 하였어야 한다.
곧, 선생이 출제 의도는 좋았으나 부족하여 세상을 혼란스럽게 하였다.
자석의 길이가 짧은게 실험에서 한가지 아쉬운 점이네요. 더 긴 자석으로 실험하면서 자석 길이보다 짧은 범위 내에서 코일을 다양한 방식으로 감아보고 실험할 필요도 있었다고 생각합니다.
전자기 유도실험에서 리드스크류로 저렇게 천천히 통과 시킬줄이야.....느린 속도에서도 데이타가 나오는게 신기 하네요.. ㅎㅎ
@jefmine 16:57
1. 같은 길이라는 전제가 없었고
2. 같은길이에 많이 감아서 전류가 높아진다 해도 어디까지나 전류값이 올라간다는 결과에대한 원인은 촘촘하게 감은것이고 많이 감은것은 전류나 전압에 별다른 영향을 끼치지 않는것으로 보이는데, 촘촘히 감는다를 틀렸다고 처리하는건 확실하게 문제가 잘못된것으로 보입니다.
고딩때 국어시험에서 해당되는 문학작품 제목만 고르는 문제가 있었는데 해당되는 문학임에도 제목에 오타를 넣어서 함정을 파놨던 국어선생님이 생각나네요
같은 길이라는 전제가 없고, 단순히 흐르는 전류의 세기를 크게 하는 방법이기때문에
많이 감으면 당연히 단위 면적당 선속이 늘어나니까 세지고
지금 저 그림을 참고해서 같은 길이의 구리선의 폭을 좁혀 촘촘하게 만들면 단위 시간당 선속의 변화량이 늘어나게 되죠 (없는곳과 빽빽한 곳)
따라서 둘 다 늘어나는게 맞다고 봅니다
문제에 여러가지 전제가 빠져있네요
이게 맞죠 전제가 필요한데 전제 없이 문제를 내서 여러가지 답이 나올 수 있도록 한게 잘못이죠....
@@user-ge5nd7rl2l 아니에요ㅋㅋ 복수정답의 여지가 없는 문제입니다
전제가없다는것 조차도 문제의 일부니까요 전제가 없으면 모든상황에 맞는 답을 적어야죠
정확히 알고있었다면 교사한테 질문을 하던가 자기가 전제를 만들어서 답안에 작성했겠지요..
@@user-qg2mt6pd1z 시험인데 교사에게 어떻게 질문을 합니까......영상에서도 나왔듯이 더 많이 감은 코일이 촘촘하게 감은 코일 보다 전류 세기가 약한데요....? 왜 복수 정답의 여지가 없는지 설명 좀..??
@@user-qg2mt6pd1z 사지선다형으로 문제를 낼 땐 문제에 오류가 없도록 잘 설계를 했었어야 했는데 문제에 구멍이 있으니 질문 자체가 오류인것이죠. 해외 같으면 주관식으로 답변을 작성하고 선생의 질문의 오류를 지적하면 될텐데 한국은 효율을 위해 그냥 택일 방식이니...
@@user-qg2mt6pd1z그니까 모든 상황에 맞는 답이 없다는 말이죠.
이론상으로도 전 전류가 생기는 구간이 코일의 입구 출구밖에 없으니 단순히 '세기'를 크게 한다 라는 측면에선 촘촘하게 도 맞네요
촘촘히 에서 감은수 동일하게 하고 줄 간격이 넓은거랑 좁은거 비교하면, 촘촘히 감을때 코일이 느끼는 자기선속의 변화량은 커지므로 페러데이 법칙에 의한 유도 기전력이 커져서 흐르는 전류의 세기가 커집니다. 따라서 1번2번 둘다 맞다고 봅니다
재밌습니다
잘봤습니다
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누구인지 알면 깜짝 놀랄거야
♯휴지필수 ♯레젼작
아니 RC카 대전영상 언제 옵니까..!!
지금 그영상만 기다리는데!!
결국 핵심은 “단위 면적/길이당 권선수(코일의 감은 수)”와 “단위 면적당 자기 선속”인지라(실제로 교육과정상에서도 동일하게 표현됨), 문제에서처럼 그림 외에는 전제조건이 없다면, “촘촘하게”가 정답이지 않을까 생각합니다.
어디까지나 문제에 오류가 없다고 가정했을 때에요. 개인적으로는 문제부터 잘못됐다고 봅니다.
한줄요약
똑같은 10m의 코일을 사용할때는 촘촘하게 감는것이 유리하다
법원에서 학생이 틀렸다고 했었던걸로 기억하는데 점수 줘야겠네
@@kimjihoon2042 판사가 문과황이잖음 심지어 과학적 방법론도 안 쓰는 관념적 바보들이 뭘 알겠어
결론 촘촘하게가 답이될려면 조건이 붙음. 즉, 안되는 경우도 있음. 감은수는 증가 자체로 답이됨
근데 똑같이 10m의 코일을 감는다면 "많이 감는다"라는 말 자체가 성립이 안 되고...
닥촘
실험에 대한 얼굴에 즐거움이 나오네요 ㅎㅎ
코일의 길이를 짧게 해도 저항이 작아지기 때문에 전류를 많이 흐를 수 있습니다.
아마도 수능 물리학 1에서 배우는 솔레노이드는 길이가 무한한 솔레노이드를 가정하는 것이기에 조금 다르게 나오는 거 같네옹
자석이 이상적인 자석처럼 길이가 코일감은 너비만큼 크다면 저 가운데 자석이 코일안에 들어가서 자속변화량이 없어지는 상황이 없어지고 많이 감을수록 자속 변화량이 늘어나면서 피크값이 더 늘어나게됩니다.
그러니 이 실험은 틀린실험이고, 자석을 저 감은 너비만큼 커야하며 그런 자석을 구하기 어렵다면 저 가운데 자속변화량이 동일해서 0V나온 길이의 절반만큼 피크값을 동일한 비율로 올린다고 가정하고 비교해야합니다. (왜냐면 피크까지 올라갔다가 내려오기때문에 절반) 그러면 촘촘과 많이의 좀더 뭐가 효율적으로 유도기전력을 발생시키는지 알수있습니다.
참 재미있는 영상이네요 잘 봤습니다
ㅋㅋㅋㅋ 시뮬레이션으로 돌려봐도재밌겠네요 ㅋㅋㅋ
밀도가 낮으면 통과하는 시간이 늘어나서가 아닐까라는 의견을 남깁니다
같은 길이의 코인을 넓게 말고 두껍게 감았을때는 어떻게 나올지 궁금하네요~ 단순하게 그냥 한군데에 많이요ㅎㅎ
재밌는 실험이네요 ㅎㅎ
촘촘히 짧게 감은거랑 그 위에 한번 더 촘촘히 감으면 어떻게 되는지 궁금하네요 그러면 정말 촘촘히 감는것과 많이 감는것과 차이를 알 수 있을 것 같아요
오늘 영상 재밌었다
한정된 너비에 많이 감으면 촘촘해지는거고
촘촘히 감으려면 결국 많이 감는게 아닌지..
많이 촘촘히 감는다...는건 마치 역전 앞? 같은뜻인가요?
교육과정에서는 누설 자속에 대한 내용은 다루지 않기 때문에 발생하는 오류로 보이네욘. 분명 전기기능사만 해도 배우는 내용인데…
혹시 가능하시다면 코일 내부 모든 부분에서 시간당 자기선속 변화율이 같게 만든 조건내에서 실험 해주실 수 있으실까요?
교과서에 수록된 전자기 유도에서는 코일의 내부 자속변화율이 일정하다는 조건 하에 서술된 문장입니다.
실제 패러데이 법칙 또한 그렇게 가정되어 있고요
현실 자석은 자기장이 유효한 거리가 그리 길지 않을뿐더라 거리에 따른 자속변화율이 일정하지 않습니다. 그러나 교과서에서는 그냥 다 유효 범위 안쪽에 있으며 자속변화율이 일정하지 않은 부분에 대해서는 그냥 적당히 넘어가는 편이고요
저 실험 결과는 아마 자석이 유효하게 영향을 끼칠 수 있는 범위가 짧아서 '유효범위 내에 감은수가 많은 케이스'가 유도기전력이 높게 측정된 것 같습니다
아마 코일의 모든 부분에 대해 시간당 자속변화율이 일정하도록 세팅한 뒤에 같은 실험을 진행하게 된다면 다른결과가 나오지 않을까 싶은데 혹시 가능하다면 추가 실험 부탁 드리겠습니다
직접 해보고 싶은데 해당 조건을 만족시키는 실험환경을 갖추는게 쉽지 않네요
나대지마세요
애초에 불가능한 아이디얼한 조건을;;;
손실 전류가 있을 수 밖에 없는 상태에서는 감은 밀도가 자기력에 영향을 미칠 수 밖에 없는데...
같은 길이의 코일을 감을 경우 무조건 촘촘히 감아야 영상처럼 전압차이를 낼 수 있는데...
이게 우리나라의 교육의 현실. 이론을 이해하는 게 아니라 암기하는...해외에서 유학하고 한국와서 느낀 건 학벌 좋은 헛똑똑이들이 진짜 많다였음. 공부는 많이 하는데 지식은 많은데 실속이 없다. 그 근원은 당연히 암기식 학습이고
특히 모교수가 촘촘히가 틀렸다고 한 걸 보고 나는 절망해버렸음. 미국대학에서 원론만 수강한 나도 아는 걸 교수가 모른다고?
참고로 코일의 밀도 문제는 이미 미국 대학에선 물리 원론때 배우는 문제임...
암기따위나 하며 눈앞의, 지금 당장의 성과에만 목메지 않고 학생 및 연구자들이 진실된 진리를 탐구할 수 있게 교육/연구환경이 조성되었으면....
탐구/연구를 하면 좋지만 그건 돈이 들어가니까요. 있던 R&D 예산도 깎는 나라에 뭘 바라겠습니까?
애초에 솔레노이드 자체가 코일을 많이가 아니라 촘촘히 감아져 있는거라 설명 돼 있음 ㅋㅋㅋㅋ 솔레노이드를 왜 촘촘히 감아 놓는가 알아보면 당연히 전류의 세기를 크게 하기 위해서....
대학교 교수도 자기 전공 아니면 착각할수도있죠
그정도로 절망까지 할필요야..
대학교 교수 대부분이 서울대 or 해외유학 다녀온 사람들인데 진짜 모를거라 생각하나요?
@@user-tm4kd9cw2d 그거의 반대가 아닐까?
물론 같이 쓸모없는 놈들 취급당한 진짜 연구자들도 불쌍해서 깍는게 맞다곤 안하는데 적어도 이나라가 가난한 이유가 자기만을 위해 떼먹을려고 달려드는놈들이 한둘이 아님 애초에 엄연히 선진국반열에 오른 국가임에도 노벨상이 하나도없다는게 이나라가 과학에 대해 관심이없다는거임 그냥 공학에만 관심이 많고 과학은 관심이없는데 그렇다고 지원한다고 해서 뭐가 나오기라도 했나 그건 또 아니잖아 지금 깍았다고 해서 이때까지 지원했던게 사라지는것도 아닌데 왜 아무런 성과가 없냐 다시 지원 해야겠지만 큰지원일수록 엄격하게 검사해서 지원해야함
마치 민간단체마냥 이권카르텔 세금카르텔 되는건 막아야지
@@heechanlee9469 알고선 그런 말을 한거라면 더 문제 아닙니까.....
단어의 사전적 정의를 정확히 짚고 넘어가신 것이 너무 좋았습니다.
문제를 보고 왔습니다.
해당문제는 “흐르는 전류의 세기를 크게 하는 방법을 한 가지만 서술하시오.”로 옮겨 적은 것 입니다.
근데 문제를 정확히 다 안 써준 느낌이 있습니다. 옮겨 적으며 조건이나 문제일부가 누락 됐을것 같은데 진짜라면 문제를 대충 만든 겁니다.
(의도는 '전체 흐르는 전하량을 많게 하는 방법을 한 가지만 서술 하시오.' 였을 것 같습니다.)
문제대로 라면 촘촘하게는 순간 전류량이 높아집니다.
그러면 학생의 답도 맞는 거죠.(이유는 아래 있습니다.)
하지만 자기장이 가해진 전체 흐른 전하량이나 평균 전압이 높아지는 건
아래 3개 입니다.
1. (교과서 대로면)도선을 촘촘히 많이 감는다.
(교과서의 공식 대로면 도선(전선)을 많이 감는다.)
2. 자석을 빠르게 움직인다.
3. 자석의 세기가 큰 것을 쓴다.
여기까지는 수업시간에 정확히 알려줬을 겁니다.
이때 오개념으로 1번이 '촘촘하게'만 써도 맞다고 하겠지만 다음으로 인해 틀린 답입니다.
1. 자석의 세기와 길이가 같다.
2. 도선을 감는 통은 자석의 길이와 같다.
3. 통에 도선을 감은 수는 같다.
(촘촘함과 성글함만 비교하기 위해)
4. 자석이 통을 지나는 속도가 같다.
(위 조건들이 변한다는 건 문제에서 ‘방법1개만 설명하라’는 것, 즉 ‘하나만 변화시킨다’에 반하게 된다고 볼 것입니다.)
위의 조건이라면 도선에 가해진 자기장의 에너지는 촘촘하나 성글하나 같음에 순간 흐른 전하량은 촘촘함이 클지라도 전체 흐른 전하량은 같아집니다.
그렇다면 많이 감고 적게 감고는 어떤 조건이 되느냐
위의 조건 중 3번이 '통의 처음부터 끝까지 감는다(솔레노이드의 길이가 같다)'가 되겠습니다.
그러면 전체를 많이 감으니 촘촘하게 될 것입니다.
여기서 촘촘하게는 종속적인 표현이 되는 거죠
촘촘해서 많이 감는 게 아닌 많이 감아서 촘촘해 지는 것입니다.
원인과 결과를 따져보면 앞 문장은 촘촘해서 많이 감을 수 있게 된다가 맞는 표현이고
이는 ‘촘촘하게’라는 표현이 ‘많이’와는 뜻이 달라짐을 알 수 있습니다.
때문에 패러데이의 법칙에선 촘촘히 많이 감는다가 답입니다.
(단순히 ‘많이’가 아닙니다. 솔레노이드 길이 내에 많이 입니다.)
예시로 (많이, 촘촘) 을 (무겁게, 높은 밀도)로 바꿔 이야기하면 이해가 될 것 같습니다. 상자 안의 물질이 무거울(도선이 많을)수록 전류가 많이 흐른다. 와
상자 안의 물질이 밀도가 높을(밀도가 높을)수록 전류가 많이 흐른다. 로 비교할 수 있겠습니다. 위는 10kg을 철로 구성하나 물로 구성하나 같은 전류로 흐르겠으나 아래는 10kg을 철로 구성한 것과 물로 구성한 것은 다른 전류로 흐른다. 라고 해석할 수 있어 다른 표현입니다.
여담으로 패러데이의 법칙엔 감은 수가 없습니다.
-고등학교 과정엔 감은 수에 비례하기에 곱했는데
핵심은 도선전체에 자기선속이 같은 시간에 많이 지나야 유도기전력이 증가하는데 많이 감으면 많이 지나는 효과가 감은 수만큼 배가 되기에 쉽게 이해하라고 한 것 같습니다.
둘 다입니다
자기장의 변화로 생기는 전류를 유도전류라고 하는데
이 유도 전류의 세기는 자기장의 변화량에 비례하는데 코일을 많이 감는 것, 촘촘히 감는것 둘 다 비슷한 효과를 냅니당
궁금해서 질문합니다
같은 길이의 코일을 촘촘히 감는거랑 간격을 두고 감는거랑 전류량의 차이가 있나요? 자석이 지나가면서 잃는 에너지는 없는건가요?
모터 또는 자석 관련 연구실에 fluxmeter라고 있을겁니다. 그걸로 측정하는게 가장 정확할겁니다
많이 감는걸 한줄로 옆으로만 많이 감아서 두꺼워지면 전류의세기가 커지나? 안 커질꺼같은데 실험해줫으면 좋겟다.
커질거에요 대용량 모터는 적게는 10겹, 많게는 30겹 이상 겹쳐서 감습니다.
커져요.
겹쳐 감으면서 고리 지름이 커지면 고리 하나가 만드는 기전력(전압)이 줄어들긴 하는데, 실질적으로 무시 가능한 수준입니다.
일반적인 수준에서는 겹쳐감으면 감은 수에 말 그대로 정비례한다고 생각해도 좋습니다.
같은 10cm 폭에 촘촘하게 한겹으로 감은거랑 2겹, 3겹으로 감으면 전류가 2배, 3배 많아지나요? 아니면 1.5배, 1.8배 정도로 많아지나요?
그리고 같은 질량으로 구리선의 두께가 얇은걸로 감은거랑 두꺼운 걸로 감은거랑도 얼마나 차이가 날까요?
"자석과 여러 겹 솔레노이드 사이의 상호 인덕턴스에 의한 자기력 연구" 요거 논문 있는데 보면, 자기력으로 나오긴 하는데 겹치는or굵기말곤 통제해놔서 전류or전압이라고 결과를 봐도 무방할거예요.
저 중학교 선생님께선 같은 면적단위 기준 상대적으로 코일을 촘촘히 많이 감으면 된다고 했던게 기억나네요
썸네일 문제는 되게 애매하게 나와있는게 맞습니다. 그러나 대학물리교재나 고등학교 물리학 교재에도 솔레노이드 배울 때는 ‘단위길이당 감은수’에 비례한다고 명확하게 나와있습니다. 선생님, 교수님들도 당연히 그렇게 가르치시구요. 한국 교육 뭐시기하면서 무지성 비난하고싶으신 분들이 계시는거같은데 본인이 대충 공부해놓고 교육탓으로 돌리는건 좀 아니라 봅니다
저도 촘촘하게로 써도 맞았을 것 같은데요. 대부분 선생님이 올바르게 가르쳤을텐데 그 교사가 멍청해서 똥고집을 부린 것 같네요
요샌 그래도 이 실험 시리즈가 제일 볼만한듯
촘촘은 밀도 많이는 수량 동일한 물체의 수량은 질량과 정비례, 밀도 = 질량/부피 따라서 질량과 밀도 또한 비례함으로 부피의 조건이 같다면 둘 표현은 같다고 볼 수 있다고 생각합니다. 부피가 다르다면 실험결과 밀도가 영향을 미친다는 표현이 적합해보이고 예상으로는 둘다 영향이 있다고 봐야겠네요
‘많이’라는 기준에 권선의 범위를 넓게 아닌 권선을 좁은 곳에 쌓으면 어떻게 될까요? 모터 내부를 보면 적은 공간에 여러 번 감는 것처럼요
시험문제에서 전제조건없이 저렇게만 낸거면 그 문제는 정확한 1개의 답을 낼수가 없는 상황인데
이거 전기기능사 필기시험에도있음 그냥 많이 감는다가 정답인데 저런거는 전기기술사한테 물어보면 신나서 한시간 반동안 열변을 토하면서 설명함. 기술사 임마들 말하는거보면 사기꾼들보다 말을 더잘함.
완전히 이해했습니다! 촉촉한 코일보단 안촉촉한 코일이 더 맛있다는 것이군요?
단위길이당 감긴 코일의 수 (총 감은 횟수(N)/솔레노이드 길이(L) ) 이므로 밀도의 관점에서 해석하는 것이 올바르겠습니다.
그래서 그런지 중고등학교 때 선생님께서 같은 단위면적을 강조했던게 기억나네요
촘촘하게 = 밀도를 높이
이거니까 촘촘하게도 맞는게 되네요
저기서 마이너스는 전류의 방향이지 크기의 마이너스가 아닙니다
@@djiphantom4proobsidian560 단위 시간당 전하량의 변화량이 음수일 수 없죠
플레밍의 왼손법칙을 이용한 실생활에 필요한것과 공조시스템및 에어컨시스템에 이론과 원리 그리고 실험하는과정까지 알려줘요
단위 면적당 감는 횟수가 동일하다보니 촘촘하게 감았을땐
많이 감으나 적게감으나 동일하게 나오나 보네요
만번을 감으나 열번을 감으나 촘촘하게만 감는다면 유도기전력은 같은값이 나올까요?
누가 긱블한테 최초공개 알려줬냐...
ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
영상에서 설명이 부족한데
자기선속이라는것은 자석에서 뿜어져 나오는 자기장의 세기입니다
플라스틱 판 위에 철가루를 뿌리고 밑에 자석을 댓을때 곡선으로 철가루가 모이는 실험을 어릴때 해보신 경험이 잇을겁니다
그 곡선을 자기력선 이라 하고 그 세기가 셀수록 곡선들이 촘촘하게 나타납니다
자기선속의 변화량이라는것은 어떠한 평면을 지나가는 자기력선의 수 변화량을 말하고 촘촘할수록, 자석이 빨리 지나갈수록 시간당 변화량이 커지는겁니다
코일의 간격이 촘촘하면 자석을 빨리 움직이는 것과 같은 효과를 얻을 수 있죠 예를들어 10개의 표식을 10초에 지나야한다고 가정할때 0.5m간격이면 속도가 0.5m/s면 충분하지만 1m 간격이 되면 속도가 2배가 되는것처럼요
선생이 의도한 것은 더 많이 감으면 간격이 줄어드는것이고 학생의 촘촘하게 감는다는것은 감은 수는 유지하고 간격만 촘촘하게로 해석한것으로 보입니다만 더 많이 감는다는 것도 '같은 길이의 코일'라는 전제가 없으므로 해석의 여지에 따라 틀렷다는것도 모순이 됩니다
선생이 주장한 많이 감는다에 같은 길이라는 전제가 깔리면 학생이 촘촘하게 감는다는 것은 많이 감는다와 동일한 의미이기 때문이죠
개인적인 관점으로는 애초에 학창시절에 배우는 지식은 그 수준에 맞게 이해하고 점점 올라갈수록 틀렸거나 확장된 개념을 배우는 방식인데(단적인 예로 수학을 보면 초등학생에는 음수는 없고 자연수만 배운다던지 해서 틀린 지식이지만 점점 올라갈수록 개념을 확장시키죠) 촘촘하게와 많이를 전공수준의 개념으로 맞다 틀리다를 정하기 이전에 문제를 낼 때 고1의 수준에 맞는 명확한 문제를 내던지 당장 고1개념에서 큰 차이가 존재하지도 않는 단어 하나가지고 전체점수를 안주고 하는게 문제가 된다고 봅니다
영상을 보니 촘촘히가 맞는 답 같은데 당사자는 결론이 어떻게 났는지 궁금하네요
중간에 0v구간이 발생한이유는 코일의 누설자속과 연관이 있을것 같네요
이상적인 솔레노이드 내부의 누설자속은 0입니다
즉 자석이 솔레노이드 내부에 들어가면 자석의 위치와는 무관하게 모든자속이 솔레노이드를 통과하기 때문에
코일내부의 자속변화가 없게되어 전압이 발생하지 않은것 같네요
자기장 세기 요인을 빼면 결국 코일 밀도이므로 교육과정과 다르지 않은듯. 학교실험실 코일은 길이가 같은 것으로 실섬하는데 문제의 지문에서 해당변인을 제한하지 않아서 생길 오류!
실험 유익합니다. 정말 직접해보고 싶었는데 방법을 공유해주시면. 오실로스코프 사용부터 어렵지요!
고등 수준에서 배우는 코일은 단위 길이를 고려 안하고 한 지점에 선이 모두 감겨 있다는 이상적인 형태를 가정하고 문제를 풀기 때문에 생긴 논쟁
일단 길이를 다르게 촘촘히와 성글게 실험한 순간부터 당연한 결과.
촘촘히 한 겹과 같은 길이로 성글게 여러 겹 했을 때 결과가 궁금하네요.
중고등학교 선생님들도 결국은 학부수준이라 저런 오류가 있을수있지 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
ㅋㅋ그러네 대부분 학부수준이겠네
걍 간단함
조건을 교과과정 내에서 나오는 상황이라고 가정 하거나 수능 문제들 처럼 다른 요인을 배제 한다는 그런 표현 적으면 오류 해결임
걍 두루뭉실하게 문제를 낸 시점에서 선생이 무능한거임
@@user-nm3yi5op8g 이게 맞음
학부 수준도 아니고 물2 수준만 되도 똑바로 생각 박히면 충분히 알내용임. 그냥 교과서 무지성으로 받아들여서 그런거임.
교과서와 서로 다른 결과가 나온 원인은 자석의 유효 자기장의 거리가 솔레노이드의 길이보다 짧아서 인것 같네요. 그렇기때문에 유효 거리는 솔레노이드 상황과 무관하게 일정할 테고, 그 거리 안에서 촘촘히 감은 솔레노이드가 더 많이 감겨있어서 높은 전류가 측정된것 같습니다. 이 부분에 대새서도 긱블에서 실험을 해 주셨으면...
교과서의 공식은 '모든 고리의 자속 변화율이 같을 때'를 전제한 건데, 자속의 거리에 따른 변화율이 일정하지 않으면 고리 사이의 거리가 영향을 미침
잼있어!!
결정적 요인은 감은수가 아닌 간격으로 보는게 맞습니다. 공대적 생각으로는 촘촘하게가 정확한 표현이고 맞다고 봅니다
이런 실험들 좋아요. 촘촘히 많이 감아야 한다는것이 정답이네요.
촘촘히 vs 많이 라는 것은 촘촘하지만 적게 (코일의 길이가 짧음) vs 성글지만 많이 (코일의 길이가 길음) 라는 얘기가 되고 실험결과로 보면 성글고 긴 코일 보다는 촘촘하고 짧은 코일이 정답임..
17:14 그래프 보면 성글고 길게 감은건 아무리 길게 김아봐야 소용없음. 짧아도 촘촘하기만 하면 됨.
코일을 감을때 3D로 나사선을 출력해서 감으면(전동드라이버 활용)편합니다.
옆으로 촘촘하게 말고도 겹겹이 두껍게 감았으면 어떤 값이 나왔을지 궁금하네요
실험이 잘못됨. 둘다 같은길이의 선을 촘촘히 감거나 짧은 길이의 원통에 중복되게 감아야 심험의 취지가 이뤄지는거지 저런 실험은 당연히 촘촘히 많이 감는게 쌘거지 ....촘촘히 얼마나 감았는지? 많이 얼마나 감았는지에 따라 결정되는거임.
많이 감는다는 조건에 특정한 면적이라는 조건이 추가되면 촘촘하다가 됨.
문제에서 그림을 제시해줬으니 해당 막대에 많이 감는다는 거는 촘촘히 감는다는 거를 포함하는 개념임…
많이 안감는 상태로 촘촘히 감는다고 하려면 코일 감는 간격을 줄인다고 따로 명시해야할듯
n(단위길이당 감은수, 촘촘한 정도)=N(감은수)/L(솔레노이드길이) 이고, n과 전압(혹은 전류)는 비례합니다. 많이 감는다는 표현은 L의 변화 없이(L의 변화는 따로 언급한적 없으니) N의 크기만을 증가시킨다는 말이되므로 촘촘하게 감는다는 표현과 크게 다르지 않습니다. 그러므로 이는 학생과 선생의 무지에서 비롯된 논쟁이네요
저는 초딩이여서 부족한 면이 좀 있지만 제가 보기에는 촘촘하게 감는 것이 더 전류가 많이 흐르는 것 같습니다.
How many plants do you need to breathe? 이거 해주세요. 밀폐된 공간에서 생존하려면 얼마나 많은 식물이 필요한지... 엄청 재밌어보임.
이게,, 식을 풀어보면,, 단위 길이당 감은수가 나오기때뭄에 촘촘하게 감으면 커질 것 같아요 단위길이안에서 촘촘하다는건 많이 감은거니깐요,,
싸우지 말고 ‘촘촘히 많이 감아’로 통일해 ㅋㅋㅋ
어찌보면 당연한 결과인게
성글게 한것보다 촘촘한게 N(감은수)의 영향의 차이가 아닌
선속 변화 T(시간)의 차이가 발생하기 때문이 아닐까 싶네요
촘촘히 감는 것은 그림 보면 5바퀴 감긴 것을 더 조밀하게 5바퀴 감는다는 뜻이고 많이 감는다는 것은 말 그대로 저 5바퀴보다 많이 감는 다는 것 아닌가요?? 답이 애매할리가 없을 것 같은데
100미터 원통에 10바퀴 감은 후 자석을 이동시킬 때와 10센치 원통에 9바퀴 감은 후 자석을 이동시킬 때 발생하는 유도기전력이 어느쪽이 클까요?
@@hjk7276 원통이 왜 달라지나요 문제에서 달라진다는 얘기도 없는데
코일이 길어지니 중간에 0V 구간이 생기는 것은 생각지 못한 부분인데, 교과서에서 배운 것과 다른 결과가 나와서 아주 흥미롭게 봤습니다.
다만, 중간에 0V 구간이 생기지 않을 정도의 폭으로만 코일을 만들었다면 교과서에서 제시한 것과 같이 많이 감은 코일에 전류가 많이 흐르지 않았을까 생각이 듭니다.
현직 물리교시입니다. 전자기 유도현상 유도기전력전류세기를 위해서는 자석세기 코일 걈은 횟수에 비례합니다. 촘촘히는 간격없이 빈틈없이 감는거고 많이감는것은 코일의 양이 많아진다는것이므로 공식이 성립합니다. 단 코일의 길이는 동일해야한다는 조건이 있어야 합니다. 촘촘해도 유도기전력이 생기기도 합니다. 조건이 맞다면 결국 둘다 정답을 해주는게 맞습니다.
아마 문제 의도는 자기선속의 의미를 정확히 하고 싶어서 그러신거 같은데...
예를 들어 같은 길이의 전선으로 코일 감더라도 영상처럼 감는 방식을 코일을 겹쳐서 감느냐 아님 안겹치도록 깔끔하게 감느냐에 따라 혹은 영상과 다르게 코일 직경을 다르게 까지 해서 많이 감는거에 따라 자석이 같은 운동을 할 경우의 전류나 전압의 변화는 달라질 것이고 이 경우 최대한 많이 감으려고 할 때, 즉 코일 회전수만 최대로 늘리려고 하면 겹쳐서 감으면 안되기 때문에(코일을 감을때 점점 직경이 커지므로 안겹칠 때랑 회전수가 확연히 달라짐) 결국 겹치지 않게 감은 일반적인 코일 스프링 형태가 나오게 되는데 사실 이것보다 같은 길이에선 도넛 모양이 나오도록 감는게 전력 생산 면에서는 조금 더 유리합니다. 이런걸 묻고 싶었던게 아닌가...하는데 그럴꺼면 차라리 그림으로 같은 자석을 사용하고 같은 움직임을 취할 때 어느 코일이 가장 전류가 많이 흐를까 묻는게 조금 더 직관적인 문제였을 거 같아요..
채점에 용이한 문제로는 그렇지만 아이들의 능력을 확인하기 위한 목적에는 맞지 않는것 같습니다. 전선을 어떻게 감아야 하냐는 답을 떠올리기 어려운 형태의 질문으로부터 배웠던 지식을 활용하는 능력도 중요하기 때문입니다.
@@ultraviolet_sa 서술형 문제니 이유까지 설명하게 하면 되죠
가운데서 자기선속의 변화가 적게 나오는건 N극과 S극이 비슷하게 코일 안에 들어가 있기 때문이겠죠
일단 옴의 법칙 전류(I)=전압(V)/저항(R)에서 저항 값이 일정하다면 전압이 높을수록 전류의 크기도 크게 됩니다. 결국 이 문제는 전압이 높아져야 하는데 코일을 감은 밀도와 자석의 왕복속도에 따라 변하게 됩니다. 자석의 왕복속도가 높아지고 코일을 감은 부위가 촘촘하고 턴수가 많아야 전류의 크기도 커지는데 문제 자체가 좀 많이 우문이라고 볼 수 있겠습니다.
저건 문제를 더 명확히 했어야함. 촘촘히든 많이든 맞는 답이 될 수도 있지만 저기선 촘촘히가 맞는 듯
많은 사람들이 교과서를 믿는 경향이 있습니다. 그러나 교과서는 진리가 아닙니다.
이런 실험과 관찰, 그리고 분석을 많이 하면서 교과서의 맞는 부분과 문제점들도 파악하고 수정하는 것이 맞지 않나 생각해 봅니다.
고생하셨습니다.
예전에 혓바닥 위치 마다 느껴지는 맛이 정해져 있다고 배웠았는데요 그때 소금을 혀 좌우에 찍어먹어도 짜서 선생님한테 이야기 했다가 니가 이상한거다 소리 듣고 혼났었죠
애매한 명제…
보통의 문제라면 단위길이, 면적, 부피, (단, 코일의 단면적과 밀도는 동일함)등의 등 기준이 제시됨.
양(量)을 다루는 학문에서 이에 대한 조건없이 문제를 내니 당연히 오류가 나는거지. 얼만큼 촘촘히 얼마큼 많이에 대한 조건이 없는 데 문제를 어떻게 품?