Transcript 내용 정리
<학습 목표> • 전자기파가 발생하는 원리와 안테나에서 전자 기파가 송·수신되는 과정을 이해한다. • 무선 통신과 방송의 원리를 이해한다. 무선 통신과 방송 들어가기 안테나의 길이가 다른 까닭은 무엇일까? <생각해 보기> - 무선 통신에서 안테나는 어떤 역할을 하는가? ☞ 전파를 송신하거나 수신한다. - 안테나의 길이는 전파의 파장과 어떤 관련이 있는가? ☞ 사용하는 전파의 파장이 길수록 안테나의 길이도 길다. 무선 통신과 방송 살펴보기 전자기파를 검출해 보자. <미니탐구> 전자기파 측정하기 1. 선풍기와 헤어드라이어가 작동할 때 전자기파 측정기를 가까이하여 전자 기파의 세기를 측정한다. 2. 선풍기와 헤어드라이어가 작동할 때 전자기파 측정기를 멀리하여 전자기 파의 세기를 측정한다. 3. 선풍기와 헤어드라이어가 작동하지 않을 때 전자기파의 세기를 측정한다. 무선 통신과 방송 살펴보기 전자기파를 검출해 보자. <미니탐구> 전자기파 측정하기 ◈ 전자기파 측정기에서 측정되는 전기장과 자기장의 단위는 각각 무 엇인가? ☞ 전기장의 단위는 V/m(또는 N/C)이고, 자기장의 단위는 T이다. ◈ 선풍기와 헤어드라이어에서 멀어질수록 전자기파의 세기는 어떻게 변하는가? ☞ 멀어질수록 전자기파의 세기는 약해진다. ◈ 선풍기와 헤어드라이어가 작동하지 않을 때에도 전자기파가 발생 하는가? ☞ 발생하지 않는다. 무선 통신과 방송 알아보기 교류 회로와 전자기파 1. 교류 회로 (1) 코일 : 도선을 감아서 만든 전기 기구로 회로도에서 L 로 나타낸다. ① 전류가 흐를 때 내부에 자기장이 형성된다. ② 교류가 흐를 때 유도 기전력이 발생한다. (2) 축전기 : 두 금속판을 마주보게 만든 전기 기구, 전기 회로도에서 C 로 나 타낸다. ① 전압이 걸리면 양 극판에 서로 다른 전하가 충전된다. 무선 통신과 방송 알아보기 교류 회로와 전자기파 1. 교류 회로 (3) R L C 공진 회로: 저항, 코일, 축전기가 교류 전원에 직렬로 연결된 회로 ① 교류가 흐를 때 코일과 축전기도 저항과 같이 전류의 흐름을 방해하는 역 할을 한다. ② 전원 장치의 전압이 일정할 때 특정 주파수( f 0 )에서 전류가 최대가 되며, 이를 회로의 공진 주파수(또는 고유 진동수)라고 한다. ▲ 교류 회로에서 전류값의 변화 무선 통신과 방송 알아보기 교류 회로와 전자기파 2. 전파의 발생과 수신 (1) 전파의 발생 ① 축전기에 교류 전류가 흐르면 축전기 양 극판에 충전된 전하량이 계속 변하면서 극판 사이에 진동하는 전기장이 생기고, 이 전기장은 자기장을 유도한다. 전기장과 자기장의 변화가 서로를 유도하면서 공간을 퍼져 나 가는 것이 전자기파이다. ② 교류의 주파수와 전자기파 발생 회로의 공진 주파수가 같을 때 가장 강 한 전자기파가 발생한다. ▲ 전자기파 발생 회로 무선 통신과 방송 알아보기 교류 회로와 전자기파 2. 전파의 발생과 수신 (2) 전파의 수신 ① 전자기파의 주파수와 수신 회로의 공진 주파수가 같을 때 수신 회로에 강한 전류가 흐른다. ② 다른 주파수의 전파를 수신할 때 코일과 축전기의 특성을 변경하여 공진 주파수를 바꾼다. • 가변 코일 : AM과 FM의 선택 • 가변 축전기 : 주파수 변경 ▲ 전파 수신 회로 무선 통신과 방송 알아보기 교류 회로와 전자기파 2. 전파의 발생과 수신 ③ 안테나 : 안테나의 기본 원리는 축전기의 양 극판을 벌린 것이며, 코일 형 태의 안테나도 있다. • 안테나를 이용하면 강한 전파를 발생시키거나, 전파를 잘 수신할 수 있다. • 전파 수신 장치에서 안테나는 다양한 주파수의 교류를 동시에 공급하는 교류 전원의 역할을 한다. ▲ 안테나의 기본 원리 • 안테나의 종류 : 쌍극자 안테나, 홀극 안테나, 야기(yagi) 안테나, 포물선 안테나, 혼(horn) 안테나 등 무선 통신과 방송 알아보기 교류 회로와 전자기파 2. 전파의 발생과 수신 (3) 방송 통신의 원리 ① 방송 통신 과정 영상, 음성 신호 → 전기 신호로 전환 → 변조 → 송신 → 수신 → 복조 → 재생 ② 변조 : 정보를 담고 있는 전기 신호를 일정한 주파수의 교류 신호에 첨가 하는 과정 • AM : 전기 신호의 세기에 따라 교류 신호의 진폭을 바꾸는 변조 방식 • FM : 전기 신호의 세기에 따라 교류 신호의 주파수를 바꾸는 변조 방식 ③ 복조 : 수신된 전파에서 전기 신호를 분리하는 과정 무선 통신과 방송 알아보기 교류 회로와 전자기파 2. 전파의 발생과 수신 ▲ 방송 송·수신 과정 무선 통신과 방송 개념 넓히기 생활 속 무선 통신 생활 속 무선 통신 마르코니의 무선 전신 실험 후 무선 통신은 계속 발전하였다. 최근에는 초기에 비해서 점점 큰 주파수의 전 파를 사용하고 있다. 정보의 저장 가 하 평 기 개념 1. 교류 회로의 공진 주파수는 어떤 전기 기구에 의하여 결정되는가? ☞ 코일과 축전기 2. 안테나로 수신된 전파는 전파 수신 회로에서 어떤 역 할을 하는가? ☞ 다양한 주파수의 교류를 동시에 공급하는 교류 전원의 역할을 한다. 창의 3. 주파수가 큰 전파를 무선 통신에 이용하면 어떤 장점 이 있는지 알아보자. ☞ 주파수가 큰 전파에는 많은 정보를 담을 수가 있기 때문 에 짧은 시간 동안 많은 정보를 전달하는 데 유리하다. 단, 주파수가 클수록 산란이 잘 되고 회절은 잘 되지 않기 때문 에 사각지대 없이 멀리까지 정보를 보내기는 어렵다. 무선 통신과 방송