안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
전기·전자
Q. 우리나라의 반도체 제조기술이 중국에 뒤쳐졌나요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.현재 중국의 반도체 기술이 빠르게 발전하고 있지만 아직까지는 한국이 선도하고 있는 분야가 많습니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 여전히 세계 반도체 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있으며, 기술력에서도 중국과의 격차가 존재합니다. 중국은 자국의 반도체 산업을 키우기 위해 많은 투자를 하고 있지만, 여전히 고도화된 반도체 기술에서 한국과 일본의 기술을 따라잡는 데 어려움을 겪고 있습니다. 따라서 중국이 한국을 완전히 앞섰다고 보기는 어렵습니다.
전기·전자
Q. 에너지 저장 장치인 슈퍼커패시터가 리튬이온 배터리와 비교할 때 장단점이 있나요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.슈퍼커패시터는 리튬이온 배터리와 비교할 때 빠른 충전과 방전 속도가 장점입니다. 이는 고출력 장치에 유리하며 긴 사이클 수명도 특징입니다. 그러나 에너지 밀도가 낮아 저장할 수 있는 에너지가 상대적으로 적습니다. 반면, 리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도로 장시간의 사용이 가능하지만 충전 속도나 수명이 슈퍼커패시터보다는 짧을 수 있습니다. 두 장치 모두 특성이 달라 용도에 맞게 선택되어 사용됩니다.
전기·전자
Q. 이차전지가 쓰이는 분야는 어디인가요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.이차전지는 전기차 외에도 다양한 분야에서 사용됩니다. 스마트폰, 노트북, 태블릿 등 휴대용 전자기기에는 리튬이온 배터리가 주로 사용되며, 재충전이 가능해 편리합니다. 또한 전력 저장 시스템(ESS)에서 에너지 저장용으로 쓰이며, 전력망의 안정성을 돕습니다. 의료기기, 드론, 전동 공구, 전기 자전거 등에도 활용됩니다. 이차전지는 효율적이고 재사용이 가능해 지속 가능한 에너지 관리에 중요한 역할을 하고 있습니다.
전기·전자
Q. 반도체를 활용한 태양 전지의 효율성을 높이기 위한 최신 기술이 있나요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.반도체를 활용한 태양 전지의 효율성을 높이기 위한 최신 기술로는 '페로브스카이트 태양 전지'와 '다층 구조 태양 전지'가 있습니다. 페로브스카이트는 기존 실리콘보다 높은 효율을 보이며, 저비용으로 제작할 수 있는 장점이 있습니다. 다층 구조는 여러 종류의 반도체 물질을 층으로 쌓아 각 층이 다른 파장의 빛을 흡수하게 하여 효율을 극대화하는 기술입니다. 또한, '표면 처리 기술'과 '광전소자의 최적화'가 진행 중으로, 향후 태양 전지의 효율성은 계속해서 향상될 가능성이 큽니다.
전기·전자
Q. 전류가 흐를 때 발생하는 열이 전자기학에서 어떻게 해석되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.전류가 흐를 때 발생하는 열은 주로 '주르 법칙'을 통해 해석됩니다. 전류가 흐르는 도선에서 전자들이 원자와 충돌하며 에너지를 전달하고 이 에너지가 열로 변하는 현상입니다. 주르 법칙은 열 발생량을 I²Rt로 나타내며, 여기서 I는 전류, R은 저항, t는 시간입니다. 이 현상은 전자기학적으로는 전류에 의한 전자 이동과 관련된 에너지 변환으로 이해됩니다. 이를 활용하는 기술은 전기 히터, 전기저항 장치, 전기차 배터리 관리 시스템, 냉각 시스템 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다.
전기·전자
Q. 전기-자기 혼합 효과에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.전기-자기 혼합 효과는 전기장과 자기장이 동시에 존재하는 환경에서 전자기파가 상호작용하여 발생하는 현상으로, 전자기학에서 중요한 역할을 합니다. 이 효과는 전자기장 속에서 입자가 움직일 때 발생하며, 전자기파의 속도나 방향을 바꿀 수 있습니다. 이러한 현상은 주로 전자기파의 전파, 플라즈마 물리학, 전기 모터 및 발전기, 심지어 일부 고속 통신 기술에 적용되며, 이들을 통해 에너지 변환 및 전달 효율을 높이는 데 사용됩니다.
전기·전자
Q. 반도체의 점이온화 현상 관련하여 궁금합니다.
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.반도체에서 점이온화 현상은 고온 환경에서 원자나 분자가 이온화되어 전자나 정공을 생성하는 현상입니다. 이 과정에서 전도전자가 증가해 전기적 성질에 영향을 미치며, 반도체의 전도도와 캐리어 농도가 변화할 수 있습니다. 점이온화 현상은 반도체 소자의 성능을 저하시킬 수 있으며, 고온에서 발생하는 경우 회로의 불안정성이나 전력 소모 증가를 초래할 수 있습니다. 이를 개선하려면 반도체의 온도를 낮추거나 고온에 강한 재료를 사용하여 점이온화 현상의 영향을 줄이는 방법이 있습니다.
전기·전자
Q. 전기차와 내연기관차의 배터리 차이점
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.전기차와 내연기관차의 배터리 차이점은 주로 배터리의 용도와 용량에 있습니다. 전기차 배터리는 차량의 전력을 모두 공급하며, 대용량 리튬이온 배터리를 사용하여 긴 주행 거리를 지원합니다. 반면 내연기관차 배터리는 엔진 시동과 차량의 전기 시스템에 필요한 에너지만 공급하는 소형 배터리로, 주로 12V 납산 배터리가 사용됩니다. 전기차 배터리는 충전 가능하며, 수명이 길고 비용이 높지만 내연기관차 배터리는 충전이 아닌 전력 공급에만 사용되며, 유지 관리가 상대적으로 간단합니다.
전기·전자
Q. 전력 계통에서 역률 저하의 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.전력 계통에서 역률 저하의 원인은 주로 인덕티브 부하(모터, 변압기 등)로 인해 발생합니다. 이들 부하는 전압과 전류의 위상차를 초래하여 역률을 낮춥니다. 역률 저하를 개선하기 위해 사용되는 장치는 주로 역률 개선 콘덴서로, 이를 통해 전압과 전류의 위상차를 보정하여 역률을 높일 수 있습니다. 또한, 역률 개선을 위한 자동 조정 장치도 있으며, 이는 부하 변화에 따라 자동으로 용량을 조절하여 효율적인 전력 공급을 유지합니다.
전기·전자
Q. 전동기의 기동 방식별로 어떤 특성이 있나요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.전동기의 기동 방식에는 직시동, 스타-델타 기동, 전압 감소 기동, 자동 기동 등이 있습니다. 직시동은 간단하고 비용이 적게 들지만 기동 전류가 커서 전동기와 전원에 부담을 줄 수 있습니다. 스타-델타 기동은 기동 시 전류를 줄이면서 전동기의 회전 속도와 토크를 조절하는 방식으로 효율적이고, 전압 감소 기동은 고정자 전압을 낮춰 전류를 줄이기 때문에 대형 전동기에 주로 사용됩니다. 자동 기동은 자동화된 시스템에서 효율적으로 사용되며, 각 기동 방식은 현장에 따라 적절한 전동기의 성능과 보호를 고려해 선택됩니다.