창의적 문제 해결법(되돌아 오는 자동차)

소개글

창의적 문제 해결법(되돌아 오는 자동차)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

- 규약
- 팀 원의 소개 및 역할 분담
- 팀 모임 장소 및 일정
- 문제의 정의
- 아이디어 창출
- 아이디어 평가 및 판단
- 최종 아이디어
- 이론적 배경
- 설계 제작 과정 및 실험
- 제작 후기

본문내용

에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다.
직류 모터는 그림에서처럼 고정된 자계 속에 전기자인 코일을 놓고 그 코일에 브러시 즉 정류자를 통해 직류를 흘린다. 왼쪽 그림에서 전기자 a 의 부분에 플레밍의 왼손 법칙을 적용하여 전기자는 회전하게 된다. 마찬가지로 전기자의 b 부분에서는 아래쪽으로 힘이 작용하여 전기자는 회전하게 된다. 가운데 그림에서처럼 전기자가 수직으로 되면 전류는 흐르지 않게 되지만 관성 때문에 전기자는 회전을 계속한다. 전기자가 반회전해서 오른쪽 그림의 위치에 오면 a b 부분이 왼쪽 그림과 반대로 된다. 그러나 정류자에 의해 전류가 반대방향으로 흐르기 때문에 전기자는 같은 힘을 받아 회전을 계속한다. 그런데 실제의 모터에서는 영구자석을 전자석으로 하는 경우가 많고 전기자는 철심에 코일을 많이 감아서 만들고 있다.
⇒ 실제의 모터에서는 영구자석을 전자석으로 하는 경우가 많다. 이는 모터에 들어가는 양극과 음극이 변하면 그 회전 방향도 변한다는 것을 의미한다. 즉, 이 원리를 이용하여 반대로 돌아오는 캔 자동차를 만들 수 있다.
- 직렬연결
전기공학 분야에서는 전지 ·저항기 ·저항선 ·콘덴서 등을 세로로 연결하는 접속법을 직렬접속이라고 한다. 전지를 직렬로 접속하기 위해서는 각 전지의 ＋단자와 －단자를 순차적으로 연결해 가면 된다. 이 때 기전력의 총합은 각 전지의 기전력의 합으로 되어 큰 값으로 된다. 저항의 직렬접속은 극성이 없기 때문에 차례로 연결해가면 된다. 이 경우 저항의 총합은 각 저항의 합으로 표시되며 큰 값으로 된다.
직렬로 연결된 저항의 양단에 임의의 전압을 인가하면 모든 저항에 동일한 전류가 흐르고, 각 저항의 전압은 인가된 전압을 저항 크기의 비로 배분한 값으로 된다. 콘덴서의 직렬접속에서 정전용량의 총합은 각 콘덴서 정전용량의 어느 것보다 적은 값으로 되고 각 용량의 역수의 합과 같게 된다. 직렬로 접속된 콘덴서의 양단에 임의의 전압을 가하면 각 콘덴서의 전압은 인가한 전압을 콘덴서 용량의 역수의 비로 배분한 값으로 된다.
- 병렬연결
예를 들면, 단자 사이에 소자(素子) A ·B ·C… 등을 연결하는 방식으로서 그 보기는 무수히 많다. 주택 내의 전등이나 전기기기 등은 모두 병렬연결이다.
가장 간단한 예로는 두 저항 R1과 R2가 병렬로 연결되어 이것에 전압 E 를 가한 경우를 생각하면, 각 저항의 전류는 옴의 법칙에 따라 I1=E /R1, I2=E /R2 로 되어 단자의 전류는I=I1+I2 =E/R1+E /R2=E(R1+R2)/R1R2 가 된다. 따라서 단자에 있어서의 전압과 전류의 비를 R0이라면 R0=E/I=R1R2/(R1+R2)가 되며 이것을 R1 ·R2를 병렬로 연결했을 때의 합성저항이라 한다.
⇒ 모터에 보다 많은 동력을 주기 위해서 건전지는 직렬로 연결한다.
- 회귀를 위한 스위치
▷설계 제작 과정 및 실험◁
@ 1차 설계 제작
⇒ 동력장치와 건전지를 편하게 넣기 위해서 캔을 반으로 잘랐다. 그리고 모터를 바 닥에 평행하게 놓으려고 모터를 부착시킬 판자를 캔에 부착시켰다.
@ 2차 설계 제작
⇒ 캔 자동차의 바퀴가 원형이 아니고 울퉁불퉁 굴곡이 있어서 자동차의 바퀴를 원형에 가까운 바퀴로 교체 하였다. 캔 자동차의 무게 중심을 잡아주기 위하여 건전지를 세로로 부착 시켰다.
⇒ 바퀴를 원형에 가깝고 굴곡이 없는 바퀴로 교체하고 건전지로 무게중심을 잡았다. 허나 방향성 검증 시험에서 두 모터의 회전속도가 달라 직선으로 가지 못했다. 회전속도가 느린 곳을 중심으로 원을 그리며 캔 자동차가 빙글빙글 돌아버렸다. 그래서 캔 자동차의 바퀴를 한 축으로 연결하여 두 바퀴의 회전속도를 같게 하기로 하였다.
@ 3차 설계 제작
⇒ 양쪽 바퀴의 회전속도를 일정하게 하기 ⇒ 긴 바퀴 축을 캔에 넣기 위해서 캔을
위해서 축을 만들었다. 축에 톱니바퀴 2개를 세로로 이등분 하였다.
부착하여 모터로부터의 동력을 전달하게
만들었다.
⇒ 축을 캔에 넣은 모습
⇒ 2개의 캔을 입구 부분만 잘라 끼워 맞 춰서 축이 자연스럽게 돌아가도록 했다.
⇒ 직렬 연결된 3개의 건전지 ⇒ 축 고정 장치 때문에 바퀴 축이 높아 져서 큰 바퀴를 사용해야만 했다. 큰 바퀴 때문에 캔이 헛도는 것을 막기 위해서 캔의 바닥 면에 종이를 덧붙였다.
▷문제점 및 보완◁
1. 차 자체의 무게
--> 모터를 2개 사용하였고, 건전지의 자체 무게가 너무 무거웠기에 모터 동력으로 언덕을 올라가고 앞으로 전진하는것 조차 다소 무리가 있었다
2. 차 축의 불균형
--> 차 축 자체의 제작을 가공이 간단한 유연한 플라스틱으로 해서 기어간의 접촉 부분의 균열 발생
3. 타이어의 마찰 및 균형
--> 타이어의 불균형으로 인해 직진성이 결여되고, 제자리에서 회전하는 현상 발생.
--> 마찰력 부족으로 인한 출력 부족
4. 건전지 내부 과열
--> 건전지 제작시 서로 부착하여 자체의 전력소모 발생
5. 이론과 실제의 불일치
--> 실제적 설계시에는 충분히 가능하다라고 판단 되었지만, 실제 제작 결과 너무나도 이론과 다른 현상 발생
▷제작 후기◁
- 사람1
처음에는 열심히 한다고 모여서 이것저것 이야기 하고 했지만, 다 된다는 생각때문인지 실질적인 차를 너무 늦게 만들어서 이렇다 할 테스트를 하지 못했다. 그래서 이렇게 좋지 않은 성적을 내게 된 것 같다. 문제점을 하나 더 들자면 절약을 너무 하려다가 보니 재료를 좋은 것보다 싼것을 많이 썼다. 그래서 아쉽다. 하지만 그래도 조원들끼리 여러 가지 아이디어를 내는 데에는 재미있게 잘 했던 것 같다. 조원들끼리의 단합은 다른 어느 조보다 잘 되었었다. 앞으로는 일주일 전쯤부터 미리 물건을 만들어 놓고 그것에 잘못된 점을 보완하고 잘된 점은 더 부각 시킬 수 있도록 노력 하겠다.
- 사람2
이번이 두 번째 창의적 문제 해결법이다.
매번 할때 마다 왜 이렇게 밤을 새대는지 참으로 힘든 과목이 아닌가 다시한번 느낀다.
비록 밤샌 결과가 너무 좋지 않지만, 어떤 어려운 과제에 대한 끈기를 가지고 도전 했다는데서 의의를 두고 싶다.
어릴적부터 나에게 뒤따라오던 용두사미란 말이 이제는 조금씩 사라지고, 나의 인내가 점점 성장하는것을

키워드

창의적 문제 해결,   창의성,   되돌아 오는 자동차,   트랜지스터,   방향 자동차,   자동차