2학년 전기회로 지도안

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2학년 전기회로 지도안에 대한 보고서 자료입니다.

목차

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본문내용

* 감극제 : 수소 기체를 제거하여 전극의 작용을 활발하게 유지시키는 물질을 말한다.
2. 1차 전지
(1) 망간 건전지
- 가장 많이 사용되는 건전지로 휴대하기에 편하도록 전해액을 반죽 상태로 밀봉한 구조로 되어있다.
- 양극에 탄소 막대를 사용하고 음극에는 용기를 겸한 아연 원통을 사용한다.
- 전해액은 염화암모늄 용액을 녹말과 섞어 반죽 상태 또는 종이 적셔 사용하고 감극제로 이상화망간을 쓴다.
(2) 알카라인 전지
- 알카 전지, 알카리 전지라고도 한다. 양극 활물질에 이산화망간, 음극 활물질에 아연을 사용한다.
- 전해액으로는 수산화칼륨 수용액을 사용하며 1차전지와 충전할 수 있는 2차 전지 모두 생산된다.
- 1차 전지로는 수소가스가 발생해 폭발 위험이 있으므로 충전해서는 안된다.
- 호환성이 크며 고용량, 고출력의 전지로 장난감, 라디오, 카세트 등 폭넓게 사용된다.
(3) 페이퍼 전지
- 망간 전지 제조 기술에 박막 코팅 기술이 접목되어 개발된 제품이다.
- 외장 물질이 필름 형태의 고분자 물질로 구성되어 0.6mm내외의 두께로 제조되며
얇고 유연한 물리적 특성을 갖고 있다.
- 수 μA 정도의 미세한 전류를 소모하는 기기에 적합하며 단위 셀은 1.5V의 전압을 가지며 3V전압을 가진
2직렬 전지 형태도 출시되고 있다. RFID, 스마트카드, 미용 및 의료 분야 등에 사용된다.
(4) 수은전지
- 루벤 전지, RM 전지, 수은 건전지라고도 하며 소형으로 만들 수 있기 때문에 보청기, 휴대용 라디오,
테이프 리코더, 무선 마이크, 카메라의 노출계 등에 사용된다.
- 음극에 아연, 양극에 산화수은, 전해액에 산화아연과 수산화칼륨을 사용한다.
- 기전력은 거의 일정하며 약 1.35[V]이다. 자체 방전이 적어, 제조 후 1년이 지나도 용량이 감소되지 않는다.
- 모양은 편평한 것과 원통형으로 2가지가 있다.
(5) 산화은전지
- 양극에 산화은, 음극에 아연을 사용하고 수산화나트륨이나 수산화칼륨을 전해액으로 한 전지이다.
- 1차 전지와 2차 전지가 있으며 단추형의 1차 전지가 에너지 밀도가 높아 많이 쓰인다.
- 양극에 은 화합물이 사용되므로 값이 비싸 소형에 국한되며, 미약한 전류로 장시간을 사용할 수 있다.
- 주로 전자 손목시계나, 카메라의 셔터용, 전자식 탁상 계산기, 보청기, 라이터 등에 사용된다.
3. 2차 전지
(1) 납축전지
- 묽은 황산의 전해액 속에 양극으로 이산화납, 음극으로 납을 마주보게 배치하여 만든 전지이다.
- 양극에는 클러터식, 음극에는 페이스트 식을 사용한다.
* 클러터식 : 유리 섬유로 엮은 원통관의 중심에 납-안티몬 합금심을 넣고 관 속에 이산화납을 넣어
다수 병렬로 하여 만든 것
* 페이스트 식 : 납-안티몬 합금의 격자체에 납 산화물을 황산으로 반죽한 페이스트를 채워 넣은 것
- 짧은 시간에 큰 전류가 필요한 자동차용 납축전지는 양극판에 페이스트 식을 사용한다.
- 극판 간의 격리에는 에보나이트 박판이나 유리 섬유를 사용한 격리판으로 쓴다.
* 10시간 방전율 : 일반적으로 전지의 용량을 10시간 방전하여 한계에 도달하는 경우를 용량 표준으로 삼는다.
(2) 니켈 카드뮴 축전지
- 알칼리성 전해액을 사용하는 아칼리 축전지의 대표적 축전지로 양극에 니켈 산화물, 음극에 카드뮴을 쓴다.
- 과충전하면 물이 전기 분해되어 산소가스와 수소가스가 발생하게 된다.
- 고가의 가격이며 전기, 기계적으로 우수하고 수명이 길다.
- 갱내 안전등, 전기차 동력원, 각종 예비 전원, 휴대용 통신기, 전기 면도기, 음향 기기 등에 사용된다.
(3) 리튬 이온 전지
- 양극에는 리튬계 금속 산화물을 음극에는 흑연계 탄소를 사용한 전지이다.
- 충전 때는 양극에서 리튬 이온이 빠져서 음극인 탄소 층으로 이동하여 저장되고, 방전 때는 탄소 층에 저장된
리튬 이온이 다시 양극으로 돌아가면서 전기에너지가 생성된다.
- 전해질로 수용액 대신 유기 용매를 사용하며 기전력은 3.6[V]이다.
- 가볍고 무게 대비 에너지 밀도가 크고 자가 방전에 대한 전력 손실이 적다.
- 기억효과가 없고 간헐적이며 반복적인 충전, 방전에도 성능의 감소가 없다는 장점이 있다.
- 주로 노트북, 휴대전화와 같은 모바일 장치에 많이 사용된다.
(4) 리튬 폴리머 전지
- 양극과 음극 사이에 폴리머 전해질을 끼워 넣고 그 외부를 집전체, 외장재 순으로 씌운 구조로 되어있다.
* 집전체 : 방전 때 전기 화학 반응에 의해 생성된 전자를 모아 외부 회로에 전달하는 역할을 한다.
- 음극 집전체로는 구리 박막을, 양극 집전체로는 알루미늄 박막을 쓴다.
- 음극 재료로는 탄소 또는 리튬을 쓰며, 양극 재료는 리튬계 금속 산화물을 사용한다.
- 전해액은 양극 및 음극에서 리튬 이온을 운송하는 매질 역할을 하며 유기 용매에 리튬염이 용해된
고분자 전해질을 사용한다.
- 고체나 겔 상태의 폴리머를 사용하므로 두께가 1mm이하이며 크기와 디자인을 다양하게 할 수 있다.
- 전지에 구멍이 나도 용액이 흘러나오지 않아 발화 위험이 거의 없다.
4. 연료전지
* 연료전지 : 수소와 산소가 화학 반응을 통해 물이 되는 반응에서 전기 에너지를 생산하는 발전형 전지이다.
양극과 음극, 전해질로 구성되며 음극에는 수소기체 또는 수소 물질이 들어와 촉매작용에 의해
전자와 H+이온으로 분리된다.
- 연료 전지의 연료 : 수소, 금속, 탄화수소, 메탄올이 쓰인다. 수소-산소 연료 전지가 가장 많이 쓰인다.
- 1839년 그로브에 의해 증명되어 1959년 베이컨에 의해 실증 시험되면서 각광 받게 된 전지이다.
- 우주선, 자동차를 비롯한 모바일 전자 제품의 에너지원이며 차후의 에너지원으로도 개발 중이다.
단계
주요
학습내용
교수 · 학습 활동
시간
수업방법
(학습모형)
교수 · 학습
자료
마무리
-수업정리
-다음차시
설명
- 20차시 내용 정리
수업 필수 용어
감극제, 분극 작용, 망간 건전지, 알카라인 건전지, 페이퍼 전지, 수은 전지, 산화은 전지,
납축전지, 니켈 카드뮴 축전지, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 연료전지

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2학년 전기회로 지도안,   원자이론 ,   자유전자