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전기·전자
Q. 직류 전력 전송이 고압 교류전력 전송에 비해 전력 손실을 적게 만드는 이유는?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.직류 전력 전송은 주파수 변화가 없어 임피던스 손실이 적고, 전류의 방향이 일정해 유도 손실이 발생하지 않아 전력 손실이 적습니다. HVDC 기술은 긴 거리 전송에 유리하지만, 변환 장치가 필요해 초기 설치 비용이 높고, 교류 시스템과의 연결이 복잡한 단점이 있습니다.
전기·전자
Q. 고속 스위칭 소자의 발전이 전력 전자기기와 통신 기기에서 어떻게 활용되나요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.고속 스위칭 소자는 전력 전자기기에서 효율적인 전력 변환과 빠른 반응 속도를 가능하게 하며, 통신 기기에서는 신호 처리 속도와 대역폭을 크게 향상시킵니다. 이로 인해 전력 손실 감소와 통신 품질 개선이 이루어지나, 고속 동작에서는 열 관리 문제와 소자의 내구성이 한계점이 될 수 있습니다.
재료공학
Q. 일부 금속은 냉각 시 연성이 증가하는 반면 다른 금속은 취성이 증가하나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.금속 냉각 시 연성과 취성의 차이는 결정 구조와 결합력에 따라 달라집니다. 연성이 증가하는 금속은 결정 구조가 균일하고 결합력이 약해 외부 압력에 쉽게 변형됩니다. 반면 취성이 증가하는 금속은 결정 내 결합이 강하고 불균일해 냉각 시 균열이 쉽게 발생합니다.
재료공학
Q. 다이아몬드는 탄소로 구성되어 있음에도 불구하고 그래파이트와 특성이 다를까요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.다이아몬드와 그래파이트는 모두 탄소 원자로 구성되어 있지만, 결합 구조가 다릅니다. 다이아몬드는 각 탄소 원자가 4개의 결합을 형성하여 3D 구조를 만들고, 그래파이트는 2D 평면 구조에서 각 탄소 원자가 3개의 결합을 형성합니다. 이 구조 차이가 물리적 특성을 극적으로 다르게 만듭니다.
재료공학
Q. 재료의 기계적 특성와 열적 특성 간의 상관 관계
안녕하세요. 박재화 박사입니다.재료의 기계적 특성과 열적 특성은 밀접하게 관련되어 있습니다. 열전도율이 높은 재료는 열을 효과적으로 분산시키기 때문에 기계적 피로 현상을 줄일 수 있습니다. 열팽창 계수는 열적 스트레스를 통해 기계적 변형을 일으키기도 하기 때문에 이 두 특성은 재료의 미세구조 및 조성에 의해 동시에 영향을 받습니다.