01 그림은 RFID 장치를 사용하여 통행료를 자동 납부하는 하이패스 시스템을 모식적으로 나타낸 것이다. 이에 대 한 설명으로 옳은것을 <보기>에서 찾아 쓰시오.

Ⅲ. 정보와 통신 / 2. 정보의 전달과 저장

30. 무선 통신과 정보 전달

소단원 문제

	<보 기>
ㄱ. 가시광선 ㄴ. 자외선 ㄷ. 라디오파 ㄹ. 센서 ㅁ. 태그 ㅂ. 공명

⑴ 차량 단말기에는 전자기파 (     )가 있다.

⑵ 안테나가 차량 단말기에 보내는 전자기파는 (     )

이다.

⑶ 차량 단말기 수신 회로의 (     ) 진동수는 안테나

가 보내는 전자기파의 진동수와 같다.

02 그림 (가)는 교통카드 내부의 모습을 나타낸 것이고, (나)는 교통 카드를 리더에 가까이 가져갔을때 RFID 시스템이 작동되는 것을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 ×로 표시하시오.

(가)                  (나)

⑴ 교통카드와 리더는 접촉하지 않고도 정보를 주고받을

수 있다. (     )

⑵ 교통카드와 리더는 전자기파로 정보를 주고받는다.

(      )

⑶ RFID시스템은 DVD에 저장된 정보 인식에도 이용된

다. (     )

03 다음은 디지털 자기 테이프를 나타낸 그림이다.

디지털 자기 테이프는 합성수지에 인 산화철 가루를 엷게 발라서 만든다. 이 테이프를 헤드라고 하는 전자석의 자극 주위로 지나가게 하면 전자석의 자기장과   방향으로 산화철이 정렬된다. 이때 전자석에 흐르는 의 방향이 바뀌면 산화철의 정렬 방향이 바뀌면서 정보가 저장된다. 또 가 세게 흐르면 배열이 잘 되고, 가 약하게 흐르면 배열이 잘 되지 않는다.

(가)

(나)

(다)

(다)

(다)

위의 (가), (나), (다)에 들어갈 말로 가장 적절한 것은?

(가)            (나)         (다)

①       강자성체         같은         전류

②       강자성체         반대         전류

③       강자성체         반대       유전 분극

④       상자성체         같은         전류

⑤       상자성체         반대       유전 분극

04 다음 <보기>는 정보 저장 매체의 원리에 대한 설명이다. 설명에 맞는 저장 매체가 각각 바르게 연결된 것은?

	<보 기>
ㄱ. 합성 수지에 강자성체인 산화철 가루를 엷게 발라서 전류의 방향이 바뀔 때 산화철의 정렬 방향이 바뀌며 정보를 기록한다. ㄴ. 홈 사이에 염료가 채워져 있고 이 염료에 강한 레이 저를 쪼이면 염료의 색이 변하여 정보를 기록한다. ㄷ. 셀에 포함된 전자의 수에 따라 전류가 흐르는지 여부 를 이용하여 정보를 기록한다.

ㄱ            ㄴ               ㄷ

①  하드 디스크    플래시 메모리       CD

②  하드디스크        CD          플래시 메모리

③      CD       플래시 메모리     하드 디스크

④  플래시 메모리  하드 디스크         CD

⑤  플래시 메모리     CD          하드 디스크

05 그림은 라디오에서 전파를 송신하는 장비에 기본적으로 포함되어 있는 안테나와 LC 회로를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 코일은 교류 전류의 진동수가 작을수록 전류를 잘 흐르지 못하게 하는 특성이 있다. ㄴ. 1차 코일에 특정한 진동수의 교류가 흐르면 2차 코일에 같은 진동수의 유도 전류가 흘러 안테나에 특정 진동수의 전자기파만 발생시킬 수 있다. ㄷ. 코일의 유도 용량을 [eqn: L], 축전기의 전기 용량을 [eqn: C] 라 하면 고유 진동수 [eqn: f= {1} over {2 pi sqrt {LC}}]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

06 그림은 방송국에서 소리가 마이크에 입력되어 전기 신호 A로 전환된 후 교류 신호 B에 실려 송신되는 과정과 라디오에서 방송이 수신되는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 전기신호 A를 교류 신호 B에 싣는 방식은 주파수 변조이다. ㄴ. 송신 안테나에서는 변조된 신호에 따라 진동하는 전자에 의해서 전자기파가 발생한다. ㄷ. 라디오에서는 LC 회로의 공명 진동수(고유 진동수) 를 A의 진동수에 맞추어 방송을 수신한다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

07 다음은 방송국에서 보낸 다양한 진동수의 전파가 안테나에도달할 때, 진동수가 [eqn: f _{0}]인 전파의 방송만 스피커에서 나오는 과정이다.

(가) 전파는 안테나의 ⓐ 자       유 전자를 진동시킨다.

(나) 수신 회로의 공명 진동     수(고유 진동수)가

ⓑ

가

되도록 회로의 ⓒ코일과    축전기의 특성을 조절한다.

(다) 이때 스피커에서는 진동수 [eqn: f _{0}]인 전파의 방송만 나온다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. ⓐ는 전기장의 방향과 반대 방향으로 전기력을 받 는다. ㄴ. ⓑ는 [eqn: f _{0}]이다. ㄷ. ⓒ는 진동수가 큰 전기 신호를 잘 흐르지 못하게 하는 성질이 있다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

08 그림은 정보가 기록된 CD의 일부분을 확대한 것이고, 표는 세 가지 광 기록 장치 CD, DVD, BD 각각의 트랙 간격을 나타낸 것이다.

광 기록 장치	트랙 간격([eqn: mu rm m])
CD	1.6
DVD	0.74
BD	0.32

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 광 기록 장치는 디지털 신호를 저장한다. ㄴ. 강한 외부 자기장에 의해 정보가 지워질 수 있다. ㄷ. BD에서 사용되는 레이저의 파장이 가장 짧다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

09 그림 (가)와 (나)는 RFID 시스템에서 사용되는 두 가지의 태그를 나타낸 것이다. (가)는 능동형 태그, (나)는 수동형 태그이다. 이 두 태그 각각의 장점이 무엇인지 한 가지씩 적으시오.

(가)                      (나)

10 그림은 도서관에서 학생이 RFID 도서 반납 시스템을 이용하여 여러 권의 책을 한 번에 반납할 때의 작동 원리를 나타낸 것이다. 도서 반납 시스템에서 태그와 리더 사이에 정보를 주고받는 과정을 설명하시오.

정답과 해설

01  ⑴ 센서  ⑵ 라디오파  ⑶ 공명   02  ⑴ ○  ⑵ ○  ⑶ × 03 ①   04 ②   05 ⑤   06 ③   07 ⑤   08 ③

09 (가): 신호 감지 거리가 길다는 장점이 있다.

(나): 건전지를 교체할 필요가 없다는 장점이 있다. 10 해설 참조

01

⑴ 차량 단말기에는 전자기파 센서가 있어 전자기파를 감지한다.

⑵ 안테나가 차량 단말기에 보내는 전자기파는 라디오

파에 해당하는 주파수를 가지고 있다.

⑶ 차량 단말기 수신 회로의 진동수와 안테나가 보내는 전자기파의 진동수가 같아 공명이 일어난다.

02

⑴ 교통카드와 리더는 접촉하지 않고도 전자기파 공명을 통해 정보를 주고 받을 수 있다.

⑵ 교통카드와 리더는 전자기파로 정보를 주고 받는다.

⑶ DVD에 저장된 정보 인식에는 레이저 빛이 이용된다.

03

외부 자기장이 가해지면 원자 자석들이 외부 자기장의 방향으로 강하게 자화되는 성질을 강자성, 이러한 성질을 지닌 물질을 강자성체라고 부른다. 철, 코발트, 니켈 등이 강자성체에 해당한다.

04

정보 저장 방법에는 자기 기록 방식, 광 기록 방식, 전기

를 이용한 기록 방식 등의 세 가지 방식이 있다.

ㄱ은 자기 기록 방식이며 하드 디스크의 정보 저장 원리이다.

ㄴ은 광 기록 방식이며 CD와 DVD의 정보 저장 원리이다.

ㄷ은 전기를 이용한 기록 방식이며 플래시 메모리가 이에 해당한다.

05

ㄴ. LC 회로에 특정한 진동수의 교류가 흐르면 LC 회로 옆에 놓인 코일에 같은 진동수의 유도 전류가 흘러 안테

나에 특정 진동수의 전자기파만을 발생시킬 수 있다.

ㄷ. 코일과 축전기의 용량이 클수록 왕복하는 전류의 주기는 길어지게 된다. 따라서 코일과 축전기에 흐르는 교류의 고유 진동수는 [eqn: f= {1} over {2 pi sqrt {LC}}]이다.

ㄱ. 코일에 교류가 흐르면 코일에 흐르는 전류의 세기는 약해지고 결국 코일은 저항 역할을 하게 된다. 코

오답 체크

일의 L값이 클수록 코일에는 유도 전류가 많이 생기게 되

는데 이 유도전류의 방향은 교류의 반대 방향으로 생기기

때문에 전체 전류는 작아지게 된다. 따라서 코일의 유도

용량이 커질수록 저항은 커진다. ([eqn: L PROPTO X _{L}])

또한 교류의 진동수가 커질수록 전류의 방향이 빨리 바뀌어 자기장이 빨리 바뀌기 때문에 코일에 유도되는 전류가 커지게 된다. 따라서 교류의 진동수가 클수록 코일의 저항도 커진다. ([eqn: f PROPTO X _{L}])

06

ㄱ. FM 라디오는 주파수 변조 방식이다.

ㄴ. 송신 안테나로 변조된 신호가 전달되어 이 신호에 따라 송신 안테나의 전자가 진동하면서 전자기파가 발생하게 된다.

ㄷ. 송신 안테나가 보내는 전자기파의 진동수는 교류 신호 B의 진동수이므로 방송을 수신하기 위해서는 A가 아니라 B의 진동수에 맞추어야 한다.

오답 체크

07

ㄱ. 안테나 속의 자유 전자는 (-)전기를 띠기 때문에 전기장의 방향과 반대 방향으로 힘을 받아 가속된다.

ㄴ. 수신 회로의 공명 진동수가 전파의 진동수 f0와 같아야 공명이 일어나서 회로에 전류가 흘러 스피커에서 소리가 나오게 된다.

ㄷ. ⓒ코일은 진동수([eqn: f])가 큰 전기 신호가 들어오면 회로에 전류의 흐름을 방해하는 저항 역할을 하는 유도 리액턴스([eqn: X _{L} =2 pi fL]) 값이 커진다. 그러면 전기 신호가 회로에 잘 흐르지 못하게 된다.

08

ㄱ. 광 기록 장치는 요철로 1과 0을 표현한다.

ㄷ. 트랙 간격이 좁을수록 더 짧은 파장의 레이저광을 사용하고, 더 많은 정보를 저장할 수 있다.

[CD의 표면]       [DVD의 표면]

ㄴ. 광 기록 장치는 자성체를 이용한 것이 아니기 때문에 자기장에 의해 정보가 지워지지 않는다.

오답 체크

09

정답 키워드

태그, 신호 감지, 전원 장치

모범답안_ (가)의 능동형 태그는 신호 감지 거리가 길다는 장점이 있다.

(나)의 수동형 태그는 건전지를 교체할 필요가 없다는 장점이 있다.

채점 기준

등급	채점 기준	배점(%)
A	능동형 태그와 수동형 태그 각각의 장점을 설명한 경우	100
B	능동형 태그나 수동형 태그 중 하나의 장점을 설명한 경우	50

10

정답 키워드

라디오파, 공명

모범답안_ 리더에서 라디오파를 발생시키면 전자기파 공명에 의해 태그에 유도 전류가 흐르며, 이 과정에서 태그에 기록된 정보가 리더로 전달된다.

채점 기준

등급	채점 기준	배점(%)
A	라디오파를 사용하여 공명 현상이 나타나 태 그에 유도 전류가 흐르게 되는 과정을 바르게 설명한 경우	100
B	라디오파를 사용하여 공명 현상이 나타난다고 설명을 하였으나 태그에 있는 정보를 어떻게 읽는지 설명하지 못한 경우	70
C	공명이나 라디오파를 언급한 경우	30