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전기전자재료에서 전도체와 절연체의 차이점
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전도체는 자유전자가 많아 전류가 쉽게 흐르는 물질로, 대표적으로 구리 은 알루미늄등이 있으며 낮은 저항과 높은 전기전도도를 가집니다. 반면 절연체는 전자가 고정된 상태로 존재하여 전류가 거의 흐르지 않는 물질로, 유리, 고무, 세라믹 등이 있으며, 높은 저항과 낮은 전도도를 특징으로 합니다. 전도체와 절연체의 차이는 주로 밴드 갭 크기에 있으며 전도체는 밴드 갭이 거의 없거나 매우 작고 절연체는 큰 밴드 갭을 가져 전자 이동이 어렵습니다.
학문 / 전기·전자
25.02.13
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진공중에 한점에 +Q의 전하가 놓여 있고 r미터 떨어진 다른 한점에 -Q의 전하가 놓여 있을때 전계의 세기를 구할 때 방향의 부호는 어떻게 결정하는 것 인가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기장에서 방향의 부호는 전계의 정의에 따라 결정됩니다. 점전하 +Q가 진공 중에 있을 때, 그 전기장은 모든 방향으로 퍼지며 -Q 전하가 놓인 점에서는 +Q에서 방사되는 전계 방향과 반대 방향으로 힘을 받습니다. 따라서 -Q가 받는 전계의 방향 벡터는 +Q에서 -Q를 향하는 단위 벡터와 같은 방향이 되며, 이를 수식으로 표현하면 방향 벡터 r̂는 +Q에서 -Q를 향하는 벡터로 설정됩니다.
학문 / 전기·전자
25.02.13
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쇼트가 났다는것의 의미는 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.쇼트는 전기 회로에서 서로 연결되지 말아야 할 두 지점이 직접 접촉하여 과도한 전류가 흐르는 현상을 의미합니다. 이로 인해 전자기판 내 부품이 과열되거나 소손 될 수 있으며 심한 경우 회로 전체가 손상될 수도 있습니다. 쇼트는 주로 회로 설계 결함 납땜 불량 습기나 먼지로 인한 절연 파괴 등으로 발생하며 이를 방지하기 위해 퓨즈나 보호 회로가 사용됩니다.
학문 / 전기·전자
25.02.13
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금은 여러 전자 제품이나 다른곳에 사용처가 많은데요 금을 대체 할만한 금속은 없나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.컴퓨터의 회로에는 전기전도성이 뛰어나고 부식에 강한 금이 사용되지만 비용 절감을 위해 구리와 은도 일부 활용됩니다. 구리는 저렴하고 전도성이 우수하지만 산화되기 쉬워 금처럼 내구성이 높지 않으며 은은 금보다 전도성이 뛰어나지만 가격이 비싸고 쉽게 산화되는 단점이 있습니다. 따라서 금의 대체재로 팔라듐 도금이나 그래핀 같은 신소재가 연구되고 있지만 현재까지는 신뢰성과 내구성 면에서 금을 완전히 대체하기 어려운 상황입니다.
학문 / 재료공학
25.02.13
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운동화를 사면 발의 치수에 맞게 구입을
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.운동화는 다양한 소재로 만들어지는데 이들 재료는 온도와 습도의 변화에 따라 물리적 성질이 변합니다. 추운 날씨에서는 분자 운동이 감소하여 소재가 수축하고 딱딱해지며 반대로 더운 환경에서는 분자 구조가 팽창하여 신발이 늘어나거나 유연해질 수 있습니다. 또한 습기가 많은 환경에서는 섬유나 가죽이 수분을 흡수하면서 부드러워지고 건조한 환경에서는 수축하여 타이트하게 느껴지는 현상이 발생할 수 있습니다.
학문 / 재료공학
25.02.13
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복합재료에서의 기계적 성질 강화 방법
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.복합재료의 기계적 성질을 강화하기 위해서는 보강재의 배향을 최적화하여 하중 방향에 맞게 설계하는 방법이 활용됩니다. 또한 나노필러나 하이브리드 복합재를 적용하여 내부 구조를 강화하고, 계면 결합력을 높이기 위해 커플링제나 표면 개질 기술을 사용합니다. 마지막으로, 고압-고온 성형 레이업 공정 수지 주입 공정 등 정밀한 제조 기술을 통해 미세 구조 결함을 최소화하여 기계적 강도를 극대화할 수 있습니다.
학문 / 재료공학
25.02.13
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경량 합금이 자동차 산업에서 자주 사용되는 이유는?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.경량 합금이 자동차 산업에서 널리 활용되는 주된 이유는 차량의 무게를 줄여 연비를 향상시키고 탄소 배출을 감소시키기 위해서입니다. 알루미늄 마그네슘, 티타늄 합금 등은 강도 대비 무게가 가볍고 충돌 안전성을 유지하면서도 차체 경량화를 가능하게 하여 전기차의 주행거리 증가 및 내연기관 차량의 연료 효율성을 높이는 데 기여합니다. 또한 경량 소재는 조향성과 가속 성능을 개선하며 친환경 규제를 충족하는 데 중요한 역할을 하므로 자동차 산업에서 필수적인 기술로 자리 잡고 있습니다.
학문 / 재료공학
25.02.13
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전기차의 배터리충전도 남아있는상태에서
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기차 배터리는 리튬이온 배터리를 사용하며 휴대폰 배터리와 마찬가지로 부분 충전을 해도 큰 문제가 없습니다. 다만 완전 방전과 100% 완전 충전을 반복하면 배터리 수명이 단축될 수 있어 보통 20~80% 수준에서 유지하는 것이 권장됩니다. 전기차 배터리의 수명은 보통 8~15년 또는 15~30만 km 정도이며 사용 환경과 충전 습관에 따라 달라질 수 있습니다.
학문 / 전기·전자
25.02.13
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재료의 피로 특성이 제품의 수명에는 어떤 영향을 미치나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.피로 특성은 재료가 반복적인 하중을 받을 때 균열이 발생하고 성장하는 과정을 결정하며 이는 제품의 수명과 신뢰성에 직접적인 영향을 줍니다. 피로 강도가 낮은 재료는 사용 중 미세한 균열이 점진적으로 진행되어 예상보다 빠르게 파손될 수 있으있ㅈ특히 항공기 자동차, 교량 등 지속적인 하중을 받는 구조물에서 치명적인 사고를 유발할 수 있습니다. 따라서 피로 수명을 연장하기 위해 재료의 미세구조를 개선하거나 표면 강화 처리 응력 집중 완화 설계 등을 적용하는 것이 중요합니다.
학문 / 재료공학
25.02.13
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바이오디젤 생산 공정 내에서 촉매의 역할
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.바이오디젤 생산 공정에서는 촉매가 식물성 기름이나 동물성 지방과 메탄올 간의 전이 에스터화 반응을 촉진하여 지방산 메틸 에스터를 생성하는 역할을 합니다. 일반적으로 강염기성 촉매나 강산성 촉매가 사용되며 최근에는 효율을 높이고 부산물 생성을 줄이기 위해 효소 촉매나 이온성 액체 촉매도 연구되고 있습니다. 촉매의 선택에 따라 반응 속도 수율, 정제 과정의 효율성이 달라지므로 경제성과 환경적 영향을 고려하여 적절한 촉매를 적용하는 것이 중요합니다.
학문 / 재료공학
25.02.13
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