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교류와 직류에서의 전력 계산 공식 차이를 알고 싶습니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.AC와 DC 회로에서 전력 계산 공식이 다른 이유는 전류의 성질이 다르기 때문입니다. DC 전류는 크기와 방향이 일정하지만 AC 전류는 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변합니다. 이러한 차이 때문에 AC 회로에서는 전력 계산 시 유효 전력과 무효 전력이라는 개념이 도입됩니다. 유효 전력은 실제로 일을 하는 데 사용되는 전력이고 무효 전력은 회로 내에서 에너지를 저장하고 방출하는 데 사용되는 전력입니다. DC 회로에서는 전류가 일정한 방향으로 흐르기 때문에 유효 전력만을 고려하면 되므로 별도의 무효 전력 개념이 필요하지 않습니다.
학문 / 전기·전자
24.10.29
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변압기는 (트랜스포머) 입니다. 어떤 원리로 작동하고 주의사항 알려주세요.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.변압기 즉 트랜스포머는 코일을 이용하여 교류 전압을 변환하는 장치입니다. 코일 주위에 자기장이 형성되고 이 자기장의 변화가 다른 코일에 전압을 유도하는 전자기 유도 현상을 이용합니다. 코일의 감긴 횟수에 따라 전압이 비례적으로 변화하므로, 1차 코일보다 2차 코일의 감긴 횟수가 많으면 승압 변압기 적으면 강압 변압기가 됩니다. 과부하는 변압기 코일에 허용 전류 이상의 전류가 흘러 코일이 과열되거나 절연 파괴를 일으킬 수 있습니다. 전압 불안정은 코어의 자기 포화나 절연 파괴를 유발할 수 있습니다. 예방을 위해서는 변압기 용량을 충분히 확보하고 안정적인 전원을 공급하며 정기적인 점검과 유지보수가 필요합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.29
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냉간 가공과 열처리, 각각의 방법으로 강도를 높이는 원리는 무엇이며 어떤 차이점이 있을까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.냉간 가공과 열처리는 각각 금속의 강도를 높이는 주요한 방식이지만, 그 원리와 방법이 다릅니다. 냉간 가공은 금속을 상온에서 변형시키면서 강도를 높이는 방식으로 소성 변형 중에 결함이 금속 내부에 축적되어 결정 구조가 더 조밀해지고 움직임이 제한되면서 경도가 증가합니다. 반면, 열처리는 금속을 고온에서 가열한 후 서서히 또는 급속히 냉각하여 강도를 높이는 방식입니다. 이 과정에서 금속의 결정 구조나 상이 재구성되며, 예를 들어 경화 처리를 통해 새로운 미세 구조가 형성되어 금속이 더 단단해집니다. 냉간 가공은 물리적 변형을 이용하는 반면 열처리는 열에 의한 미세 구조 변화로 강도를 높인다는 점에서 차이가 있습니다.
학문 / 재료공학
24.10.29
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반도체 소자에 사용되는 접촉의 종류에는 무엇이 있나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.반도체 소자에 사용되는 접촉에는 주로 오믹 접촉과 쇼트키 접촉 두 가지가 있습니다. 오믹 접촉(Ohmic Contact)은 전류가 저항 없이 양방향으로 흐르는 접촉을 말하며 주로 반도체와 금속 간 전도성 경계에서 사용됩니다. 이러한 접촉은 저저항을 제공해 전류가 쉽게 흐를 수 있도록 하며, 트랜지스터의 소스 및 드레인 영역에 적용됩니다. 쇼트키 접촉(Schottky Contact)은 금속과 반도체 사이의 비정상 접합으로 인해 특정 방향으로만 전류가 흐르게 하여 다이오드 특성을 부여하는 접촉입니다. 이를 통해 전류의 흐름을 제어하거나 검출하는 데 유리해 고속 스위칭 소자나 정류기에 활용됩니다.
학문 / 전기·전자
24.10.29
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트랜지스터의 기본 구조와 작동 원리에 대해 설명하고, 트랜지스터가 전기 회로에서 신호를 증폭하는 방식은 어떤 것인지 구체적으로 이야기해 주세요.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.트랜지스터는 세 개의 반도체 영역으로 구성된 전자 소자로 주로 증폭기 및 스위칭 소자로 사용됩니다. 기본적으로 NPN 또는 PNP 구조를 가지며 베이스 이미터, 컬렉터의 세 단자가 있습니다. 작동 원리는 베이스에 작은 전류가 흐를 때 이미터에서 컬렉터로 더 큰 전류가 흐르도록 하는 것입니다. 즉 베이스에 인가된 전압에 따라 이미터에서 컬렉터로 흐르는 전류가 제어되므로 입력 신호가 출력 신호보다 훨씬 큰 전류로 증폭됩니다. 트랜지스터는 일반적으로 공통 이미터 회로 방식으로 사용되어 입력 신호(베이스 전류)가 변화함에 따라 출력 신호(컬렉터 전류)가 증폭되어 나타나며 이를 통해 전기 회로에서 신호를 효과적으로 증폭하고 스위칭 역할도 수행합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.29
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전동기의 작동 원리와 종류에는 어떤 것들이 있나요???
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전동기는 전기에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치로 기본적으로 전자기 유도 원리를 이용하여 작동합니다. 전동기는 크게 직류 전동기와 교류 전동기로 나눌 수 있으며 각각은 사용 전력의 종류에 따라 특징이 다릅니다. 직류 전동기는 일정한 속도와 토크 제어가 용이하여 전기차 리모컨 장비 및 로봇 등에 주로 사용됩니다. 반면 교류 전동기는 유도 전동기와 동기 전동기로 나뉘며 유도 전동기는 회전 자석의 자기장을 이용하여 회전하며 산업용 펌프 팬 및 컨베이어 벨트 등에서 널리 활용됩니다. 동기 전동기는 고정밀 제어가 필요한 경우에 적합하며 발전기 및 정밀 기계에 사용됩니다. 각 전동기는 에너지 효율성과 유지보수의 용이성 비용 등의 측면에서 서로 다른 장점을 가지고 있어 다양한 응용 분야에 적합합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.29
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변압기의 기본 원리와 작동 방식은?? 변압기의 1차와 2차 전압의 관계를 설명하고 변압기가 필요한 이유에 대해 이야기해 주세요.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.변압기는 교류 전압을 높이거나 낮추는 장치로 전자유도 현상을 이용하여 작동합니다. 1차 코일에 교류 전류가 흐르면 자기장이 발생하고 이 자기장이 2차 코일을 감싸면서 2차 코일에 전압이 유도됩니다. 이때 1차 코일과 2차 코일의 감긴 횟수 비율에 따라 유도되는 전압의 크기가 결정됩니다. 즉 2차 코일의 감긴 횟수가 1차 코일보다 많으면 전압이 높아지는 승압 변압기가 되고 반대로 2차 코일의 감긴 횟수가 적으면 전압이 낮아지는 강압 변압기가 됩니다. 변압기는 전력 손실 없이 전압을 변환할 수 있어 발전소에서 생산된 고전압의 전기를 가정이나 공장에서 사용하기 적합한 저전압으로 변환하거나 전자기기의 작동에 필요한 적절한 전압을 공급하는 데 사용 됩니다
학문 / 전기·전자
24.10.29
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주차타워에 자동차에 사람을 내리라고 하는 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.주차타워에서 조수석에 있는 사람을 먼저 내리라고 하는 이유는 주로 차량의 무게 중심을 낮추고 안정성을 높이기 위함입니다. 자동차의 무게가 한쪽으로 치우치면 주차타워의 기계적 구조에 부담을 줄 수 있기 때문에 차량의 균형을 맞추고 안전하게 작동하기 위해 조수석 승객을 먼저 내리도록 지시합니다. 또한 주차타워는 일반적으로 전기 모터를 사용하여 차량을 수직 또는 수평으로 이동시키는 방식을 채택하며 이는 엘리베이터와 유사한 원리로 작동합니다. 전기동력을 통해 효율적이고 안전한 주차를 가능하게 합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.29
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다이오드의 작동 원리와 다이오드가 전기 회로에서 사용하는 방법좀 알려주세요
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.다이오드는 전류를 한 방향으로만 흐르게 하는 전자 부품으로 주로 반도체로 만들어집니다. 다이오드의 기본 작동 원리는 PN 접합으로 P형 반도체와 N형 반도체가 만나면서 형성된 전기장에 의해 전류가 한 방향으로만 흐르는 것입니다. 전기 회로에서는 정류기 클리퍼, 클램퍼 등으로 사용되며 AC 신호를 DC로 변환하거나 전압을 조절하는 데 유용합니다. 다이오드는 일반 다이오드 제너 다이오드 쇼트키 다이오드 광다이오드 등 여러 종류가 있으며 각기 다른 특성과 용도로 활용됩니다. 일반 다이오드는 전류 차단 및 정류에 사용되고 제너 다이오드는 일정 전압에서 전류를 유지하는 역할을 하며 쇼트키 다이오드는 낮은 전압 강하로 빠른 스위칭에 적합합니다.
학문 / 전기·전자
24.10.29
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요즘 반도체에 대한 경쟁이 심화되고 있는데요, 반도체의 전망과 발전방향이 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.반도체는 현대 기술의 핵심 요소로, 일상생활의 거의 모든 전자기기에서 필수적으로 사용되고 있습니다. 최근 반도체에 대한 수요는 AI, IoT, 자율주행차, 5G 통신 등 첨단 기술의 발전으로 더욱 증가하고 있으며, 이에 따라 반도체 산업의 경쟁도 심화되고 있습니다. 앞으로의 발전 방향은 초미세 공정 기술 고집적화 저전력 소자 개발 등에서 이루어질 것으로 예상됩니다. 특히 새로운 반도체 소재인 탄소 나노튜브 2D 물질 등과 같은 혁신적인 기술이 주목받고 있으며, 이러한 기술은 전력 효율성을 극대화하고 성능을 향상시키는 데 기여할 것입니다. 또한 반도체의 생산과 공급망 안정성을 강화하기 위한 글로벌 협력이 중요해지면서 각국 정부는 자국의 반도체 산업 육성을 위해 적극적인 정책을 추진하고 있습니다. 이러한 요소들은 반도체 산업의 지속적인 성장과 혁신을 이끌어갈 것으로 보입니다.
학문 / 재료공학
24.10.29
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