센서, 정보를 읽어라

 센서, 정보를 열어라

 

1- 센서, 정보를 읽어라

 영화 속 미래 세계에 나오는 로봇은 인간과 매우 유사한 모습을 하고 있습니다. 인간보다 더 멀리 볼 수 있고 더 정확하게 소리를 들을 수도 있습니다.

 이처럼 로봇은 인간의 감각 기관이 느끼는 시각, 후각, 미각 등 훨씬 더 정밀하고 정확하게 감각 정보를 인식할 수 있는 센서를 가지고 있기 때문입니다.

센서의 종류

 센서의 종류에는 매우 여러 가지가 있는데 그 중에서 대표적인 센서 들입니다.

 화학센서-특정한 화학 물질을 감지합니다. 대표적인 것으로 화재 발생시 작은 연기입자를 감지하는 화재 감지기가 있습니다.

 압력센서-반도체에 압력이 가해졌을 때 저항이 변하는 원리를 이용한 센서입니다. 최근에 많이 사용되는 터치스크린이 대표적으로 있습니다.

 온도센서-여러 가지 사물의 온도를 측정할 때 사물에서 방출되는 적외선 파장을 조사하여 화면에 다양한 색상으로 영상화하는 센서로 공항의 열화상 카메라가 대표적 입니다.

 광센서-광센서는 건물의 자동문이나 방법장치 리모컨 등 일상생활에서 많이 사용되는 센서 입니다.

 가속도 센서-말그대로 가속도를 인식하는 것으로 이것을 사용 하면 힘의 크기와 방향을 알 수가 있습니다. 대표적인 예로 자동차에 사용되는 에어백에 많이 사용됩니다.

2- 정보 전달하기

 정보화 시대에서 정보는 다른 곳으로 신속하게 전달됨으로써 더 큰 가치를 가질 수 있습니다. 오래전부터 여러가지 방법으로 정보를 더욱 빠르고 편하게 전달하고자 하는 노력이 이루어졌고 기술의 발전으로 1838에는 모스에 의해서 전신기가 발명 되었으며, 1876년 에는 정보 통신의 획기적인 변화를 일으킨 전화기가 벨의 의해서 발명 되었습니다. 그리고 20세기에 들어서는 전선을 이용하지 무선 통신 방법까지 개발되어 더 빨리 더 많은 양을 전달하는 것이 가능해졌습니다.

미국의 모스와 벨

모스( Morse,S:1791~1827) 전신기

벨(Bell,A.G:1847~1922) 전화기

무선 스피커의 원리

 244쪽의 탐구하기를 보면 무선 스피커를 만드는 것이 나오는데, 이 원리는 앙페르의 법칙과 패러데이의 법칙이 관련 되어 있기 때문이며, 이 두 법칙은 대부분의 전자기 신호를 인식하는 센서의 작동 원리이기도 합니다.

 앙페르의 법칙-도선에 전류가 흐르면 이 전류로 인하여 도선 주위로 자기장이 생깁니다. 전류가 흐르는 직선 도선 주위에 생기는 자기장의 방향은 오른나사를 진행할 때의 돌아가는 방향과 같으며 이때 자기장의 세기는 전류의 세기에 비례하며, 이것을 앙페르 법칙이라고 합니다.

 페러데이 법칙

 코일 속에 막대 자석을 왔다 갔다 이동하면  코일을 통과하는 자기장이 시간에 따라 변하게 되어 전류가 흐르지 않던 코일에 전류가 흐르게 됩니다. 이것은 코일에 연결된 검전기 바늘로 알 수 있으며 빨리 움직일 수록 자석의 세기가 셀수록 전류가 더 많이 흐르는데, 이것을 패러데이  법칙 이라고 합니다.

 앞의 탐구에선 무선 스피커를 통해 라디오의 소리는 라디오의 전류가 만들어 낸 정보이며, 라디오를 코일에 연결하면 라디오에서 나오는 전류는 앙페르 법칙에 의해 자기장을 만듭니다. 

 그런데 라디오에서 나오는 소리는 시간에 따라 변하는 신호라서 자기장도 시간에 따라 변하고 이 자기장이 패러데이의 법칙에 의해 두 번째 코일에 전류를 만들게 된다. 결국 라디오에서 나오는 전류가 소리를 만드는 것입니다.

문제

 1. 여러 가지 사물의 온도를 측정할 때 사물에서 나오는 적외선 방출을 감지하는 센서의 이름은???

 온도센서

 2. 전류가 흐르는 직선 도선 주위에 생기는 자기장의 방향은 오른나사를 진행할 때의 돌아가는 방향과 같으며 이때 자기장의 세기가 전류의 세기에 비례하는 법칙의 이름은??

 앙페르의 법칙