폰으로 전등 깜빡임 보기 (교류 60 Hz)
Seeing mains flicker with a phone camera
늘 켜져 있는 것 같은 전등이 사실은 1 초에 120 번씩 출렁이고 있다면, 폰 카메라로 볼 수 있을까요?
무슨 일이 일어났나
교류 전압이 0 을 지나는 순간마다 전등에 가는 전력도 잠깐 줄어, 빛의 세기가 출렁입니다.
미국 에너지부(DOE) 자료는 이 깜빡임의 기본 진동수가 전원 주파수의 두 배라고 적습니다 — 60 Hz 면 120 Hz, 유럽의 50 Hz 면 100 Hz 입니다. 시뮬레이터에서 진동수를 60 Hz 에서 50 Hz 로 바꾸면 깜빡임 읽기 값이 120 Hz 에서 100 Hz 가 됩니다.
눈은 이렇게 빠른 출렁임을 따로 알아보기 어렵지만, 폰 카메라는 화면을 줄마다 차례로 읽어 밝기가 바뀌는 순간이 가로 줄무늬로 찍힐 수 있습니다. DOE 도 깜빡임과 영상 장비의 프레임 빠르기가 만나면 거슬리는 무늬가 생길 수 있다고 적습니다.
LED 전등의 깜빡임 크기는 주로 구동 회로(드라이버)가 정해서(DOE), 같은 60 Hz 전원이라도 줄무늬가 거의 안 보이는 전등도 있습니다.
💡 생활 속 예시
- 교실 천장 등 아래에서 폰 동영상을 찍으면 화면에 옅은 띠가 천천히 흘러가는 것을 볼 때가 있습니다.
- 밤에 LED 신호등이나 자동차 미등을 폰으로 슬로 모션 촬영하면 불빛이 끊어졌다 이어지는 것처럼 보이기도 합니다.
🧪 해 보기
- 천장 LED 등이나 형광등 아래에서 폰 카메라를 켜고, 전등을 직접 비추지 말고 불빛을 받은 하얀 벽이나 종이를 화면에 담습니다.
- 슬로 모션 동영상으로 몇 초 찍거나, 사진 화면에서 가로 줄무늬가 지나가는지 봅니다.
- 보조 배터리로 켜는 LED 손전등(직류)으로 같은 종이를 비춰 찍고, 줄무늬가 있는지 견줍니다.
- 전등 아래에서만 줄무늬가 보이면, 그것이 전원 진동수의 두 배로 출렁이는 밝기의 흔적입니다.
- ⚠️ 전등 · 콘센트 · 전선은 만지거나 열지 않고, 켜진 전등을 바라보기만 합니다.
- ⚠️ 밝은 전등이나 해를 오래 똑바로 보지 않습니다.
- ⚠️ 어린이는 어른과 함께 하고, 의자 · 책상 위에 올라가 전등에 폰을 가까이 대지 않습니다.
- ⚠️ 이 쪽은 카메라 영상을 저장하거나 폰 밖으로 보내지 않습니다.
누가 왜 찾았나
미국 에너지부(DOE)의 깜빡임 자료는 전등 빛의 출렁임을 재는 방법을 정리하면서, 깜빡임이 영상 장비의 프레임 빠르기와 만나면 거슬리는 무늬가 생길 수 있고 LED 는 구동 회로가 깜빡임 크기를 정한다고 짚었습니다. 이 실험은 그 무늬를 폰 카메라로 직접 찾아보는 것입니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 고급 물리학 · 전자기학 [12고물02-06]
- 잉글랜드 · KS4 Physics: Electricity
- 일본 · 中学校 第1分野 (3) 電流とその利用
출처
이어서 보기
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