전기 모터 효율이 100% 불가능한 이유는?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.너무나 당연하게 100%가 불가능한 이유는 우리가 사는 세상은 이상적인 세상이 아니기 때문입니다. 필연적으로 손실들이 동시에 발생되기 때문이죠. 생각나는 손실만 대충 이야기 해봐도, 코일에서 생기는 저항이 있을테고, 이 때문에 열 손실이 생기겠죠. 그리고 철심에서는 와전류에 의한 손실이 발생할테구요. 그리고 베어링이 마찰되면서 나는 손실, 공기 저항, 너무나 많은 것들이 손실로 발생됩니다.그래서! 전기 모터 효율이 100%가 될 수 없는 것이죠.
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풍력발전기 블레이드 피로파괴의 진행되는 과정은?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.풍력 발전기 멀리서 보면 잘 모를 수 있는데 가까이서 보면 정말 압도적으로 큽니다. 날개하나 크기도 어마무시해요.질문 주신 내용의 결론부터 말씀드리면, 풍력 발전 브레이드의 피로파괴는 작은 균열들이 반복 하중으로 점차 성장할 거에요. 이 때 영향을 미치는 것들이 바람 세기나, 방향이 계속 바뀌면서 블레이드를 휘고, 비틀고 하기 때문입니다. 복합재들이 박리가 생기기도 하고, 이런 것들이 계속 누적되면 최종 파손이 되는 것입니다.
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가스레인지엣니 녹일수 있는 금속이 궁금해여?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.굳이... 그런 위험을... 일단 집안에서 하시는 것 부터 상당히 위험합니다. 금속을 녹일 때 발생하는 여러 유해한 것들과 금속이 녹았다고 쳤을 때, 그 액상의 금속은 상당히 뜨겁고 컨트롤하기 매우 힘들 것으로 예상됩니다. 큰 화상을 입거나, 호흡기에 문제가 발생할 수 있고, 화재가 발생할 우려도 상당히 커보입니다.
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레이저 아트는 어떻게 하늘에서 색이 보이는 건가요?? 뭔가 벽이나 장애물이 있어서 그런곳에 닿아야지 빛을 반사해서 보이는 거 아닌가요?? 그냥 하늘에 어떻게 보이는지 궁금합니다.
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.하늘에 레이저가 보이는 이유는 하늘이 더럽기 때문입니다. 너무 직설적인 표현이긴 하지만 공기 중은 완전히 깨끗하지 않습니다. 레이저 빛들이 먼지나 수증기, 미세 입자들 이런 곳에 부딪히면서 산란이 되거나 반사가 되면서 그 빛이 우리 눈으로 들어오는 겁니다. 벽에 반사돼야만 보이는 것이 아닌 공기 자체가 아주 미세하게 우리가 극장에서 보는 스크린 같은 역할을 하는 셈이죠. 연기나 안개 같은게 많을수록 더 레이저 아트가 선명하게 보일 것 입니다.
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전자기기 중 왜 난방용 제품이 에너지소모가 큰가요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.겨울철에 가스비 vs 전기세를 고민하시는 분들이 많을 겁니다. 난방용품들 전기 소모가 엄청 크기 때문에 이 또한 선뜻 사용하기가 무섭죠.난방은 전기를 바로 열로 바꿔서 쓰는 작업이기 때문에 소모되는 에너지가 클 수 밖에 없습니다. 열이라는 것은 주변에서 계속 빠져나가고 뺏기고 하잖아요. 그래서 온도를 유지하려면 계속 전력이 투입되어야 합니다. 그리고 가열하고자 하는 대상이 넓으면 넓을수록 열 손실이 더 커지기 때문에 소비전력이 크게 늘어날 수 있습니다.
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전자렌지와 인덕션은 작동하는 원리가 서로 다른건가요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.전자레인지 인덕션, 두 가지 뭔가 뜨겁게 한다는 것에 유사한 원리라고 생각하실 수도 있는데 전혀 아닙니다.결론부터 말씀드리면 전자레인지와 인덕션은 원리 자체가 다릅니다. 전자레인지는 microwave oven 이 영어 명칭인데요. 말그대로 마이크로파를 음식에 쏴서 물 분자를 진동 시켜 내부에서 가열하는 방식입니다. 반면 인덕션은 냄비 바닥에 유도전류를 만들어서 냄비 자체를 뜨겁게 하는 과정을 거치게 되는 겁니다. 가열하는 대상이 다르다고 볼 수 있죠.인덕션 원리가 무선 충전기 원리랑 비슷합니다.
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초전도체는 장거리 송전과 에너지 저장 기술을 어떻게 바꿀 수 있나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.1~2년 전에 국내에서 상온초전도체 때문에 발칵 뒤집힌 적이 있습니다. 사실이라면 노벨상까지 받을 수 있는 엄청난 발견이였죠. 초전도체가 실용화된다면 우리가 전기를 보낼 때 손실이 거의 사라집니다. 그렇기 떄문에 장거리 전력망 구조가 크게 바뀌게 될 수 있죠. 지금 대도시 밀집지역 가보면 수많은 케이블들이 보이죠. 그런 것들이 상당히 줄어들 수 있고, 안정성도 크게 증가할 수 있을 겁니다.서두에 말씀드렸다시피 상온 초전도체라면 상온에서 구동이 가능하겠지만, 현재 초전도체는 극저온을 필요로 합니다. 그렇기 때문에 냉각 비용과 유지 관리 부담이 너무 커서 특수 연구 분야에서만 쓰이고 있습니다.
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스마트 그리드 도입이 전력 계통의 안정성과 소비 패턴에 미치는 영향은?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.스마트 그리드와 관련해서 요즘 얘기들이 많습니다. 이게 도입되면 상당히 편리할 것이라는 거죠.질문에 대해 결론부터 말씀드리면 스마트 그리드는 전력 계통을 훨씬 안정적이면서도 유연하게 만들 수 있습니다. 실시간으로 수요와 공급을 감시해서 과부하 되기 전에 제어해서 대규모 정전 빈도를 줄여주거든요. 진짜 정전 한번 제대로 나면 여간 불편한게 아닙니다. 산업체 쪽에서는 큰 타격을 입을수도 있어요.그리고 피크 시간대 부하를 분산시켜서 설비 여유도 커지고 계통 복원도 빨라질 수 있습니다.맨날 사고 터지고 대응하는 것에서 사전에 제어해주니까 훨씬 편리하고 안정적이죠.
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2차배터리기술력에있어서, sk화학, 롯데케미칼 포스코와 엘지에너지솔루션차이?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.이차전지하면 떠오르는 것 국내 3사가 저는 가장 먼저 떠오릅니다.삼성SDI, LG에너지솔루션, SK ON 세 업체이죠. 말씀 주신 각각의 회사들은 배터리 밸류체인에서 맡은 역할들이 조금 다른 것 같습니다. LG 엔솔은 주식시장에서도 상당히 핫했죠. 완성 배터리를 주도하는 업체라고 볼 수 있습니다. SK온의 경우도 하이니켈, NCM 계열의 고출력 특화가 강점이구요.포스코와 롯데케미칼은 배터리 관련 소재 쪽에서 경쟁력을 키우고 있는 업체들입니다.
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구리가 철보다 약할 수 밖에 없는 이유가 궁금해여?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.다 같은 금속 같은데, 강도가 다들 다르죠.구리가 철보다 약한 가장 큰 이유는 재료의 결정 구조와 결합 방식의 차이입니다. 구리의 경우는 연성이 매우 큰 구조입니다. FCC라고 한글로는 면심입방체라고 합니다. FCC 구조는 최밀 충진된 구조인데, 이게 슬립 시스템이 많습니다. 그래서 변형이 쉽게 일어날 수 있죠. 철의 경우를 보면 철은 BCC 및 FCC 전이를 이용해서 강도를 크게 올릴 수 있는 소재입니다. 이런 결정 구조와 결합 방식 때문에 강도의 차이가 나는 것입니다.
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