■교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	밀크 램프			실험 원리	CdS 센서를 이용한 램프
실험 시간	45분	실험 분야	물리, 전자공학	실험 방법	개별실험
세트구성물	밀크램프 도안, 건전지와 홀더, 미니전구, 양면 테이프, 저항, CdS 센서, 커넥터, 커넥터용 전선, TR9012, TR9013, 스위치, 엔드캡, 빨대, 사포
교사준비물				학생준비물	투명 테이프
실험 결과	학생 1인당 밀크램프 1개씩 가지고 갑니다.
실험팁	TIP 1. 부품 중에서 CdS 센서는 효율적인 접촉을 위해 사포로 다리를 갈아주는 작업이 필요합니다. 부품 연결 전에 반드시 사포로 CdS 센서 다리의 앞 뒤를 모두 문지른 후 사용합니다. TIP 2. 상자의 바깥쪽에는 CdS 센서와 스위치가 설치되고, 나머지 부품은 모두 상자 안에 넣습니다. TIP 3. 스위치를 ‘ON' 해놓은 상태에서 밝을 땐 불이 꺼져있고, 어두울 땐 불이 켜지는 원리입니다. 따라서 불이 꺼져 있더라도 스위치를 ON' 상태로 놓으면 전지가 소모되고 있으니, 평소에는 스위치를 'OFF' 상태로 놓으세요.

고속도로에 일정한 간격으로 서 있는 가로등은 누가 켜고 끄는 걸까요?

(고속도로 관리인, 지역 주민 등 다양한 대답을 자유롭게 적도록 합니다.)

고속도로의 가로등은 밝을 때에는 전류를 끊었다가 어두울 때에는 전류를 흐르게 해주는 센서를 사용하여, 직접 켜고 끄지 않아도 저절로 조절됩니다.

빛감지 센서의 활용

가로등 중에는 사람이 켜고 끌 필요 없이 주변이 어두워지면 스스로 불을 켜는 것이 있다. 이와 마찬가지로 가전제품 중에도 주변에 빛이 있는지 없는지를 알아내 작동상태를 바꾸는 물건을 찾아볼 수 있다. 배터리 방전이 가까워지면 밝은 데로 나와서 꺼지는 로봇청소기나 주변이 어두워지면 전동기 회전수를 줄여 소비전력을 낮추는 냉온정수기 등이 그 예다.

주변에 빛이 있는지 유무를 감지하는 빛감지센서는 조도센서 또는 황화카드뮴(화학식 CdS)을 사용하기 때문에 CDS센서 등으로 불린다. 황화카드뮴은 어두운 곳에서는 저항이 높아 절연체와 같은 역할을 하지만 빛을 받으면 저항이 낮아지는 성질을 갖고 있다.

황화카드뮴 [ cadmium sulfide, 黃化- ]

카드뮴의 황화물로 황색의 결정성 분말이다. 제조는 카드뮴 용액에 황화소수를 통하면 침전으로 생성되고 공업적으로도 카드뮴 용액에 황화나트륨을 가하여 제조한다. 황색안료인 카드뮴옐로의 주성분으로 알려져 있다. 황색의 결정성 분말로 화학식 CdS. 녹는점 1,750℃, 비중 4.82. 물 ·묽은 염산 ·알칼리 등에는 녹지 않지만 진한 염산, 따뜻한 묽은 질산, 뜨거운 묽은 황산 등에는 녹는다. 침전은 황화수소수로 투명한 황색 콜로이드 용액을 만든다. 천연으로는 그리노카이트(黃카드뮴鑛)로 산출된다.

카드뮴 용액에 황화수소를 통하면 침전으로 생성되는데, 공업적으로는 황산 산성인 카드뮴 용액에 황화나트륨을 가하거나, 탄산카드뮴을 황과 가열하여 제조한다. 황색안료(黃色顔料)인 카드뮴옐로의 주성분으로 알려져 있고 그림물감 ·종이 ·고무 ·유리 ·인쇄잉크 등의 착색제 등에 사용된다. 또 최근에는 황화카드뮴셀로서 광전도소자(光電導素子)에도 사용된다.