■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	간단회로 장난감 - 소리			실험 원리	간단한 회로 연결과 회로도
실험 시간	60분	실험 분야	물리	실험 방법	개별 실험 10인용 + 여유분 1인
세트구성물	케이크 도안, 건전지, 건전지홀더, 멜로디 버저, 스위치, 커넥터 3P, 엔드캡 3개, 커넥터용 전선, 양면 테이프
교사준비물				학생준비물	필기도구, 풀
실험 결과	간단한 회로를 이용하여 소리가 나는 장난감을 만들어 봅시다.
실험팁	TIP 1. 스냅전선의 피복을 벗길 때는 칼 등을 사용하게 되므로 다치지 않도록 주의를 주세요. TIP 2. 가능하면 칼보다는 스트리퍼를 사용하도록 지도하세요. TIP 3. 부품의 연결 부위가 서로 닿지 않도록 전기테이프로 붙여 고정시키세요. 연결부위가 닿으면 합선이 되어 불이 들어오지 않거나 전지가 과열될 수 있습니다. TIP 4. 실험이 끝나면 집게 전선 등은 다른 실험장치에 활용하실 수 있습니다. TIP 5. 장난감 뿐 아니라 상자 속에 장치하여 퀴즈 대회 등 재미있게 활용하세요.

스피커, 스위치, 전선, 전지 는 전기 회로도에서 어떤 기호로 나타낼까요?

버저 [ buzzer ]

전자석(電磁石)과 진동편(振動片)을 조합해서 신호음(信號音)을 발생시키거나, 직류전원으로부터 교류를 발생시키는 장치.

버저의 종류

신호용 버저에는 직류식과 교류식이 있다. 직류식의 원리는 철심(鐵心)에 감은 코일 ·진동편, 진동편에 설치된 접점(接點) 등으로 되어 있으며, 전류가 흐르지 않을 때는 진동편이 철심에서 떨어지도록 스프링으로 조절되어 있다. 교류식은 철심 ·코일 ·진동편이 있는 점에서는 직류식과 같으나 접점이 없으며 교류주파수의 2배의 속도로 생기는 흡인력에 의해서 진동편이 진동을 일으키므로 이것이 신호에 사용된다. 가정용의 교류 버저에서는 코일에 가해지는 전압을 낮추기 위해 소형 변압기를 사용해서 수 V~10V 정도의 교류를 가하게 되어 있다.

직류식 버저는 목욕탕에 물이 가득 차 있는지, 온도는 어떤지, 물 없이 불만 때고 있지는 않은지 등을 알려 주는 것과, 밤길을 혼자서 걸을 경우에 휴대하는 경보용 버저 등이 있는데, 1.5V의 전원으로도 작용하게 되어 있다. 직류식 버저에 흐르는 전류는 단속(斷續)하는 직류이므로 같은 철심에 권수(捲數)가 많은 2차 코일을 감아 놓으면 높은 전압의 교류를 얻게 되며, 이것을 정류(整流)하면 수 V의 직류전원에서 100V 또는 그 이상의 직류를 얻게 된다. 이와 같은 방식이 자동차용 라디오에 진공관이 사용되던 시대에 라디오용 전원으로 사용된 일이 있다. 이밖에 트랜지스터를 내장한 무접점식 버저도 있다.

[네이버 지식백과] 버저 [buzzer] (두산백과)

스피커 [speaker]

전기신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기에 소밀파(疏密波)를 발생시켜 음파를 복사(輻射)하는 음향기기.

확성기 또는 라우드스피커라고도 한다. 진동판이 공기중에 직접 놓이는 종류를 복사형 스피커라 하고, 진동판이 혼(horn) 속에 놓이는 종류를 혼형 스피커라고 한다. 직접복사형은 보통 라디오 ·스테레오 장치에 많이 쓰이는 콘(cone)스피커가 대부분이며, 금속진동판을 사용한 것도 있다.

콘스피커는 진동판에 원뿔형(cone) 판을 많이 사용하며 전자기형(電磁氣型)인 마그네틱스피커(자기확성기)보다 동전형(動電型)이 많이 쓰인다. 효율은 코일을 지나는 총 자속수의 제곱에 비례하므로, 큰 자석을 사용한 대구경(大口徑)의 것이 전기음향 변환효율이 좋다. 1VA의 전기입력에 대해 축상(軸上) 1 m에서 105 dB(효율 약 1.5 %)~90 dB(0.3 %)의 음압이 생긴다.

혼스피커의 효율 30~40 %에 비하면 효율은 뒤지지만, 값이 싸고 소형으로 만들 수 있는 것이 특징이다. 혼형은 역이나 운동장 등 옥외에서 볼 수 있는 나팔형 스피커로, 전기적 ·음향적 특성이 양호하고 스피커를 수용하는 음향상자가 필요하지 않으므로 중형 이하의 스피커에 많이 사용되지만, 나팔개구부의 지름에 따라 나올 수 있는 음의 최저주파수가 제한되는 것이 결점이다.

전기신호를 음파로 변환시키는 원리와 방법에 따라 동전형(動電型) ·전자기형 ·정전형(靜電型) ·유전체형(誘電體型) ·자기왜형(磁氣歪型) 등이 있다. 음악재생용이나 음성용으로서는 성능이 좋은 동전형(다이내믹형)이 널리 쓰인다. 동전형은 영구자석의 자기장 내에 있는 코일(보이스코일)에 음성신호 전류를 흘리면 그 전류의 세기에 따라 기계적인 힘이 코일에 작용하여 운동을 일으키는 원리를 이용한 것이다.

전자기형은 영구자석 끝에 설치한 코일에 음성전류를 흘려 보내어 코일 사이에 있는 철편을 진동시키고 이 진동을 레버에 의해 진동판에 전하여 소리를 방사한다. 취급이 간단하므로 가정용 라디오에 많이 사용되었으나 고역특성(高域特性)이 나쁘고 일그러짐이 많아 점차 사용이 줄고 있다. 정전형은 고음용으로 사용되는 경우가 있고, 유전체형 ·자기왜형은 가청주파수가 아닌 20 kHz 이상의 초음파 영역에서 사용된다. 그리고 가청주파수용 스피커 중에서 특히 고역주파수대(10 kHz 이상)용으로 사용하는 것을 트위터(tweeter)라고 하는데 혼형 ·원뿔형 종류가 있으며, 진동계의 무게가 작다.