6단원 · 🟢 새싹 🟡 탐험가 👨‍👧 어른과 함께

고장난 장난감 고치기 🧸🩺

오늘은 우리가 장난감 의사 선생님! 아픈 장난감을 진찰하고, 멀티미터 청진기로 검사하고, 알맞은 치료를 해 줘요.

① 의사 선생님 놀이 — 진찰은 순서대로!

진짜 의사 선생님도 아프다고 바로 수술하지 않죠? 쉬운 것부터 차근차근 확인해요. 장난감 고장의 대부분은 배터리와 접점(금속이 닿는 곳) 문제라서, 뚜껑을 열기 전에 고쳐지는 경우가 많아요!

🗣️1. 문진

"어디가 아파요?" 어떤 증상인지 물어봐요.

👀2. 눈으로 보기

배터리 방향, 녹, 끊어진 선을 살펴요.

🩺3. 검사

멀티미터 청진기로 전압·저항을 재요.

💊4. 치료

청소, 교체, 납땜으로 고쳐요.

의사 선생님 약속 ① 장난감을 열 때는 꼭 어른과 함께 ② 배터리를 먼저 빼고 ③ 뺀 나사는 그릇에 모아 두고 ④ 열기 전에 사진을 찍어 두면 다시 조립할 때 편해요 📸

심화: 고장 진단의 원칙 "쉬운 것 → 어려운 것, 싼 것 → 비싼 것, 전원 → 부하" 순서로 반분 탐색(half-split)합니다. 전원(배터리·접점·스위치)에서 부하(모터·스피커·LED)까지 전류 경로를 따라가며 각 지점의 전압을 재면, 전압이 사라지는 구간이 고장 지점입니다. 통전·저항 측정은 반드시 전원을 제거한 상태에서 합니다.

② 클릭! 고장 진단 순서도

"장난감이 안 켜져요!" 환자가 왔어요. 질문에 예/아니요로 답하며 따라가 보세요.

장난감 진찰실

③ 수리 도구 친구들

🪛

정밀 드라이버

✅ 어른이 보는 곳에서

장난감 나사는 아주 작아요. 머리 모양에 딱 맞는 날을 써야 나사가 뭉개지지 않아요. 아래 나사를 눌러 보세요!

📟

멀티미터

✅ 건전지 측정 ⛔ 콘센트는 전문가만

전기 청진기! 전압(V), 저항(Ω), 통전(삐~)을 잴 수 있어요. 아래 가상 멀티미터로 연습해요.

🔥

납땜인두

👨‍👧 어른 전용

끝이 300℃가 넘는 뜨거운 펜이에요. 녹인 납으로 전선을 붙여요. 아이는 보안경을 쓰고 멀리서 구경만!

🎗️

전기 테이프

✅ 아이 가능

전기가 통하지 않는 비닐 테이프. 벗겨진 전선을 감싸고, 버릴 배터리 단자를 막을 때 써요. 잡아당기며 겹쳐 감아요.

🧴

면봉 · 이소프로필 알코올

👨‍👧 어른과 함께

접점과 버튼 밑을 닦는 소독약 같은 친구. 알코올은 금방 날아가서 기판에 물기가 남지 않아요. 불 근처 금지, 환기!

🥢

핀셋

✅ 아이 가능

바퀴 축에 감긴 머리카락, 작은 스프링, 떨어진 부품을 집을 때 써요. 전기가 켜진 곳엔 넣지 않아요.

🥽

보안경

✅ 모두 착용

스프링이 튕기거나, 누액 가루·납땜 연기가 눈에 들어가지 않게 지켜 줘요.

✂️

니퍼 · 와이어 스트리퍼

👨‍👧 어른과 함께

전선을 자르고 겉 피복만 벗길 때 써요. 날이 날카로우니 손가락 조심!

④ 가상 멀티미터 실습

선 꽂는 규칙부터! 검은 선 → COM(공통, 항상 여기), 빨간 선 → VΩ(전압·저항). 10A 구멍은 큰 전류를 잴 때만 쓰는 특별한 구멍이에요. 빨간 선이 10A에 꽂힌 채로 건전지 전압을 재면 합선이 돼요!

멀티미터 청진기

아래에서 빨간 선 또는 검은 선을 고르고, 멀티미터의 구멍을 눌러 꽂아요.
다이얼(또는 모드 버튼)을 돌려 측정 모드를 골라요.
잴 물건을 골라요. 결과를 읽어 봐요!

🔊 삐 소리

심화: 측정 원리와 안전 등급 디지털 멀티미터의 전압 모드 입력저항은 보통 10 MΩ으로 회로에 거의 영향을 주지 않고 병렬로 댑니다. 전류 모드는 내부 션트(수 mΩ~Ω)를 거치므로 반드시 회로에 직렬로 넣어야 하며, 전압원에 병렬로 대면 단락이 되어 내부 퓨즈가 끊어집니다. 저항·통전 모드는 계기 내부 전원으로 미소 전류를 흘려 측정하므로 무전원 상태에서만 측정합니다(통전 부저 임계값은 기종별 약 10~50Ω). 다이오드 모드는 순방향 전압(Si 약 0.6V, 적색 LED 약 1.8V)을 표시합니다. 가정용 220V를 측정하려면 CAT Ⅱ 이상(권장 CAT Ⅲ 600V) 등급 계기와 절연 프로브가 필요하며, 이는 자격자의 영역입니다.

⑤ 흔한 고장 TOP 10 — 증상 → 원인 → 치료

증상을 눌러서 원인과 치료법을 확인해요.

⑥ 납땜 기초 👨‍👧 어른 전용

금속 풀로 붙이기 납땜은 녹인 금속을 풀처럼 써서 전선과 부품을 붙이는 거예요. 초콜릿을 녹여 과자를 붙이는 것과 비슷하지만, 인두 끝은 300℃가 넘어서 끓는 물보다 3배 넘게 뜨거워요! 그래서 납땜은 어른만 하고, 우리는 보안경을 쓰고 한 걸음 떨어져서 "좋은 납땜인지" 판정하는 심사위원을 해요.

온도와 재료 인두 팁 온도는 약 300~350℃(무연납은 350℃ 전후)가 일반적입니다. 유연납 Sn63/Pb37은 183℃, 무연납 SAC305(Sn96.5/Ag3/Cu0.5)는 약 217~220℃에서 녹습니다. 아이 장난감 수리에는 무연납(RoHS)을 권장하고, 유연납을 썼다면 작업 후 반드시 손을 씻습니다. 실납 속 플럭스(송진)가 산화막을 제거해 납이 잘 퍼지게 하며, 그 연기는 호흡기를 자극하므로 환기·흡연기(fume extractor)를 사용합니다.

납땜 순서

준비 👨‍👧 어른 — 보안경, 환기, 인두 거치대, 젖은 스펀지(또는 황동 수세미). 전원과 배터리는 반드시 분리.
팁 청소·주석 입히기 — 달군 팁을 닦고 납을 살짝 묻혀 반짝이게(티닝) 해요. 열이 잘 전달돼요.
가열 — 인두 팁을 패드와 부품 다리에 동시에 1~2초 대요.
납 공급 — 인두 반대쪽 접합부에 실납을 대서 녹여요(인두 팁에 직접 녹이지 않기). 적당량만!
납 먼저 빼고, 인두 빼기 — 전체 3~4초 안에. 너무 오래 가열하면 패드가 들뜨고 부품이 상해요.
움직이지 말고 식히기 — 굳는 동안 흔들리면 냉납이 돼요. 반짝이는 작은 화산(원뿔) 모양이면 성공!
마무리 — 남는 다리는 니퍼로 자르고(튀지 않게 손으로 잡고), 전선 이음은 수축 튜브나 전기 테이프로 감싸요. 작업 후 손 씻기.

납땜 심사위원 — 좋은 납땜을 찾아라

각 그림을 눌러 판정 결과를 확인해요.

⑦ 이런 건 절대 열지 마세요

콘센트에 꽂는 가전제품은 열지 않아요 220V 콘센트에 꽂아 쓰는 물건(전자레인지, TV, 모니터, 전기히터, 큰 어댑터·충전기)은 감전 사고가 날 수 있어 집에서 열면 안 돼요. 고장 나면 제조사 서비스센터나 전문가에게 맡겨요.

플러그를 뽑아도 위험한 "전기 저금통" — 컨덴서 전자레인지 속 고압 컨덴서는 수천 V, TV·모니터·큰 전원장치(파워서플라이) 안의 컨덴서는 수백 V의 전기를 플러그를 뽑은 뒤에도 오랫동안 담고 있을 수 있어요. 한 번 닿기만 해도 크게 다치거나 생명이 위험해요. 전자레인지는 특히 전문가도 조심하는 가전이에요.
🎓 전자레인지 HV 회로: 고압 트랜스 2차 약 2kV + 배압(반파 배전압) 정류 → 마그네트론 −4kV 전후, 고압 커패시터 약 1µF급. 블리더 저항이 있어도 단선 가능성을 전제로 절연 방전 도구로 방전·측정 확인 후 작업하는 것이 원칙이며, 비자격자는 작업하지 않습니다. SMPS 1차측 평활 커패시터는 220V×√2 ≈ 311V DC로 충전됩니다.

리튬 배터리 팩 — 뚫지 말고, 자르지 말고, 누르지 말기 충전식 장난감·드론·휴대폰의 리튬 배터리를 칼·드라이버로 찌르거나, 구부리거나, 두 선을 서로 붙이면 순식간에 뜨거워지며 불이 날 수 있어요. 배터리 팩 교체가 필요하면 같은 규격·보호회로가 있는 정품을 어른이 끼우고, 부푼 팩은 사용을 멈춰요 (5단원 배터리 안전).

집에서 고쳐도 되는 것 ✅ 건전지로 움직이는 장난감(보통 3V~9V) — 전압이 낮아 감전 걱정은 거의 없어요. 대신 합선 → 발열, 날카로운 부품, 작은 부품 삼킴에 주의해요.

오늘 배운 것: 진찰은 배터리 → 접점 → 스위치 → 전압 → 선·납땜 → 모터 → 기판 순서! 멀티미터는 검은 선 COM, 빨간 선 VΩ. 콘센트 가전은 절대 열지 않기! 🩺