전시 8개코스

전기: 발전기에서 칩까지

전기가 만들어지는 곳에서 모터를 돌리고 숫자를 더하는 곳까지 따라갑니다.

전류가 가는 길을 따라, 바람과 햇빛으로 만들고, 전력망과 길 밑 전선으로 보내고, 배터리에 담았다가, 모터와 칩 속 스위치에서 쓰는 순서입니다.

이 길은 전류를 만들어지는 곳에서 일을 하는 곳까지 따라갑니다. 바람과 햇빛이 전기를 만들고, 전력망과 도로 밑 전선이 나르고, 전지가 담아 두고, 모터와 칩 속 스위치가 씁니다.

정류장마다 두 숫자가 다시 나옵니다. 전압과 전류입니다. 둘을 곱하면 전력이고, 이 과정은 전력망이 먼 거리에서 전압을 높이는 이유, 전지의 전압이 거의 바뀌지 않는 이유, 칩이 몇 볼트만으로 도는 이유를 보여 줍니다.

01
그림 78 · 원리관
풍력 발전기는 어떻게 전기를 만들까
날개 길이 61 m인 풍력 발전기는 초속 11.4 m를 넘는 바람에서 블레이드를 바람 쪽으로 돌려 출력을 정격에 묶어 둡니다.
풍속을 초속 11.4 m 위로 올리고 날개가 바람을 비켜 도는 것을 보세요.
02
그림 67 · 원리관
태양전지는 어떻게 전기를 만들까
햇빛을 정면으로 받는 60셀 지붕 패널은 약 300 W를 만들고, 그 전기는 모두 실리콘 조각마다 들어 있는 전기장에서 나옵니다.
셀 하나를 가리고 패널 출력이 얼마나 줄어드는지 보세요.
03
그림 44 · 원리관
전기가 집까지 오는 길
전기는 발전소를 34만 5천 볼트로 떠나 220볼트로 콘센트에 닿는데, 전압을 높여야 전류가 줄고 전선에서 열로 새는 전기도 줄기 때문입니다.
발전소에서 콘센트까지 전압이 낮아지는 길을 따라가 보세요.
04
그림 45 · 원리관
도로 밑에는 어떤 관과 케이블이 있을까
도로법은 상수도관을 노면에서 1.2 m 넘게, 하수도 본관을 3 m 넘게 묻도록 정하고 있어서 관과 케이블 네 종류가 모두 노면 아래 2 m 안에 묻혀 있습니다.
2 m 구덩이를 파고 만나는 관과 선의 종류를 세어 보세요.
05
그림 49 · 원리관
리튬이온 배터리 원리: 충전하면 이온은 어디로 갈까
18650 셀 하나를 충전할 때마다 리튬 이온 약 7×10²²개가 금속 산화물을 떠나 흑연 층 사이로 들어갑니다.
전지를 충전하며 리튬 이온이 흑연 속으로 들어가는 것을 보세요.
06
그림 09 · 원리관
전동기의 원리
1821년 수은 속 패러데이의 도선부터 전기차 회전자 속 자석까지, 전동기 여덟 가지가 모두 전류와 자기장이 서로 미는 힘으로 돕니다.
부하를 높이고 모터가 느려지며 전류를 더 끌어가는 것을 보세요.
07
그림 72 · 원리관
트랜지스터 원리: 스위치 하나에서 컴퓨터까지
트랜지스터 160억 개가 든 칩은 실리콘에 닿지도 않는 게이트에 몇 볼트를 걸어 하나하나를 켜고 끕니다.
게이트 전압을 높여 채널이 열리는 순간을 찾아보세요.
08
그림 26 · 원리관
논리 회로로 하는 덧셈
이 기판에서 7 더하기 9를 하면 게이트 20개를 거치고, 마지막 자리올림은 스위치를 바꾼 뒤 게이트 지연 8번째에 도착합니다.
7 과 9 를 더하며 올림수가 게이트를 지나가는 길을 따라가 보세요.