안녕하세요. 박두현 전문가입니다.
전기기사·기능사
Q. 송전선로에서 역섬락이 발생하는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 박두현 전기기능사입니다.주로 두 가지 주요 원인에 의해 발생합니다 첫번째로 전압변화로 인한 역섬락이 발생할 수 있습니다 송전선로에서 전압이 급격하게 상승하거나 하락할 때 특정지점에서 전기장이 집중되면서 아크가 발생할 수 있습니다 이 아크가 발생하면 전류가 예상치못한 경로로 흐르게 되어 시스템의 불안정을 초래할 수 있습니다 두번째로 단락 사고나 부하 변화로 인해 발생할 수 있어요 예를 들어서 송전선로에서 어떤 구간이 단락되거나 과도한 부하가 걸릴 때 전류가 급격하게 변하면서 역섬락 현상이 발생할 수 있습니다 이로인해 선로의 임피던스가 비정상적으로 변하고 그로인해 전압이나 전류가 비정상적으로 흐르게 됩니다 이 과정에서 송전선로의 다른 부분에서 발생한 전압변동이 역섬락을 일으킬 수 있습니다
전기기사·기능사
Q. 개폐서지 이상전압을 방지하기 위해서는 어떻게 해야 할까요?
안녕하세요. 박두현 전기기능사입니다.개폐서지로 인한 이상전압을 방지하기 위해서는다양한 보호장치를 활용할 수 있습니다먼저 서지 흡수기를 설치하여 이상전압이 발생할 때 이를 흡수하고 접지로 안전하게 방출하는 방법이있습니다 서지흡수기는 전압을 제한하고 전기기기나 회로를 보호하는 데 매우 효과적입니다 그리고 RC스너버 회로를 사용하는 방법이 있습니다 이 회로는 스위칭 소자의 근처에 저항과 커패시터를 병렬로 배치하여 개폐과정에서 발생할 수 있는 고주파서지를 흡수하고 전압을 완화시킵니다 이를 통해 서지 전압이 전기 회로에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다
전기·전자
Q. 맥스웰 방정식에 나오는 전기와 자기장은 어떻게 서로의 영향을 주고받나요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.구체적으로 시간에 따라 변하는 전기장은 맥스웰-앰퍼에 법칙에 의해서 회전하는 자기장을 생성합니다 이는 전류뿐아니라 시간에 따라 변화하는 전기장이 자기장의 원인이 될 수 있음을 의미합니다 반대로 패러데이의 유도 법칙에 따르면 시간적으로 변화하는 자기장은 전기장을 유도하여 폐회로를 따라 전류를 흐르게 합니다이러한 상호작용은 전기장과 자기장이 서로 독립적인 것이 아니라 동적 관계를 가지며 하나의 변동이 다른 하나의 변화를 야기한다는 점을 보여줍니다 전자기파는 이러한 상호작용의 결과로 전기장과 자기장이 서로직각으로 배열되어 동시에 공간을 통해 전파됩니다 따라서 전기장과 자기장은 맥스웰 방정식에 의해 서로를 유발하며 이로 인해 전자기 현상이 발생하고 에너지가 전달됩니ㅏㄷ
전기·전자
Q. 상온에서 초전도체는 상용가능할까요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.현재 사용되는 대부분의 초전도체는 극저온 상태에서만 작동하며 액체헬륨이나 액체 질소같은 냉각제가 필요합니다이는 고온 초전도체라고하더라도 여전히 매우 낮은 온도에서만 작동하기 때문에 냉각시스템의 비용과 복잡성으로 인해서 상용화가 제한적입니다 최근 연구에서는 상온 초전도체에 가까운 물질이 발견되고 있으며 특히 고압환경에서 특정 재료가 상온에서 초전도 현상을 보인 사례가 보고되었습니다 예를 들어서 2020년 수소화물 기반 초전도체가 약 15도에서 초전도 현상을 보였지만 이는 매우 높은 압력에서만 가능했습니다 이러한 조건은 상용화에 적합하지 않으므로 실질적인 상용화를 위해서는 초전도 현상이 상온 및 대기압에서 발생해야합니다 결론적으로 상온 초전도체의 상용화는 아직 실현되지 않았지만 과학적 발전과 신소재 연구가 지속된다면 장기적으로 가능할 것으로 기대됩니다
전기·전자
Q. 마이크로 전자기게 시스템의 발전과 적용 분야는?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.마이크로 전자기계 시스템의 발전은 주로 미세 가공 기술과 재료 공학의 혁신덕분에 이루어졌습니다 반도체 제조 공정에서 사용되는 포토리소그래피와 에칭 기술이 마이크로전자기계 시스템 제작의 기초가 되었고 실리콘 기반 기판의 활용으로 고정밀,저비용, 대량생산이 가능해졌습니다 또한 이 기술은 나노기술로확장되어 더 작은 규모에서 고성능을 구현하는 방향으로 발전하고 있습니다 주요 적용분야로 대표적으로 센서기술이 있습니다 MEMS센서는 압력,가속도,자이로스코프,자기장,온도 등을 감지하는 데 활용되며 스마트폰,자동차,의료 기기 등에서 핵심적인 역할을 합니다 예를 들어 차량의 에어백 시스템에서 가속도 센서를 사용하여 충돌 여부를 감지합니다
전기·전자
Q. 전기 전자 회로의 설계 시 효율을 높이는 기법
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.전기 전자회로 설계에서 효율을 높이는 데에는 여러 기법이 활용됩니다 가장 중요한 접근법 중 하나는 에너지 손실을 최소화하는 부품을 선택하는 것입니다 예를 들어서 전력 스위칭 소자로 저저항 특성을 가진 MOSFET이나 효율이 높은 schottky다이오드를 사용하는 것이 일반적입니다 이러한 부품은 발열을 줄이고 전력 전달과정에서 손실을 최소화합니다 또한 회로설계 단계에서 전력 관리가 중요한데 특히 스위칭 방식을 DC-DC컨버터를 사용하면 전압 변환 과정에서 에너지 손실을 줄이고 대기 전력 소비를 최소화하는 회로를 구성할 수 있습니다 이를 통해 불필요한 에너지 낭비를 방지할 수 있습니다
전기·전자
Q. 전력을 전송할 때 손실을 줄이기 위한 기술에는?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.아직 상용화되지는 않았지만 초전도체를 사용하면 전류 흐름 중 저항이 거의 없어 전력 손실이 크게 줄어듭니다 이 기술은 극저온 상태를 유지해야 하지만 에너지 효율과 전력 밀도 측면에서 혁신적입니다 그리고 효율적인 변압기사용이 있습니다 손실이 적은 고효율 변압기를 사용하여 전력을 변환할 때 생기는 열 손실을줄입니다 특히 아몰퍼스 소재 변압기와 같은 최신 기술이 적용된 변압기가 유용합니다 또는 스마트 그리드 기술을 활용하여 전력수요를 예측하고 에너지를 효율적으로 배분하여 손실을 줄이는 데 기여합니다 스마트 미터와 자동화된 전력제어 시스템이 이러한 역할을 지원합니다
전기·전자
Q. 전기 회로에서 고주파 신호를 처리할 때, 인덕터와 커패시터가 어떻게 작용하나요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.인턱터는 주파수가 높아질수록 더 큰 리액턴스를 가지며 고주파 신호에 대해 저항처럼 작용하여 흐름을 억제합니다 이 특성 때문에 인덕터는 고주파를 차단하거나 필터링하는 데사용됩니다 예를 들어 전원 회로에서 고주파 노이즈를 억제하거나 저주파 신호만 통과시키는 저역 통과 필터로 활용됩니다커패시터는 반대로 주파수가 높아질수록 리액턴스가 작아져서 고주파 신호를 잘 통과시킵니다 이 때문에 커패시터는 고주파 신호를 분리하거나 제거하려는 회로에서 고역 통과필터나 디커플링 용도로 사용됩니다또한 신호 경로의 고주파 성분을 통과시키는 역할을 하여 신호 처리에서 중요한 역할을 합니다
전기·전자
Q. 고속 스위칭 소자의 발전이 전력 전자기기와 통신 기기에서 어떻게 활용되나요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.전력 전자기기에서는 고속 스위칭 소자가 에너지 변환 및 제어에서 핵심적인 역할을 합니다 예를 들어 IGBT,MOSFET 같은 고속 스위칭 소자는 인버터,컨버터,전동기 제어시스템에서 효율을 극대화하고 전력 손실을 줄이는 데 활용됩니다 이들은 높은 주파수에서도 신뢰성 있는 동장을 제공하여 소형화 및 경량화를 가능하게 하고 재생에너지 시스템이나 전기차 충전기 같은 분야에서 핵심 기술로 자리잡았습니다 통신기기에선느 고속 스위칭 소자가 데이터 신호의 고속처리를 가능하게 합니다ㅣ 특히 RF시스템,5G네트워크 등 고주파 신호를 사용하는 통신장비에서 이 소자들은신호 증폭,필터링,변조 및 복조 과정에서 중요한 역할을 합니다 또한 이러한 소자들은 통신기기의 전력소비를 줄이고 데이터 전송속도를 높이는 데 기여합니다
전기·전자
Q. 직류 전력 전송이 고압 교류전력 전송에 비해 전력 손실을 적게 만드는 이유는?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.고압직류전송은 전력을 일정한 직류전압으로 전송하기때문에교류 전송에서 발생하는 다양한 손실을 피할 수 있습니다 첫째로 교류 전력 전송에서는전압과 전류가 주기적으로 변동하면서 시스템에 리액턴스로 인한 무효전력손실이 발생합니다 그러나 직류전력 전송은 유도성 및 용량성 부하의 영향을 받지 않으므로 이러한 무효전력 손실이 없습니다 그리고 교류 전력 전송에서는 송전선의 표피효과로 인해 전류가 도체의 표면으로만 흐르고 이로 인해 전선 전체를 사용하는 데 제한이 생기고 저항 손실이 증가합니다 반면 직류 전력 전송에서는 표피 효과가 발생하지 않아 도체 전단면을 효과적으로 활용할 수 있습니다 따라서 전선 저항으로 인한 손실이 줄어듭니다