안녕하세요. 옥성민 전문가입니다.
Q. VHDL과 Verilog 와의 차이점은 어떻게 되는것인지요?
VHDL(VHSIC Hardware Description Language)과 Verilog는 하드웨어 설계를 위한 두 가지 주요 하드웨어 기술 언어(HDL: Hardware Description Language)입니다. 이 두 언어에는 유사점도 있지만 다음과 같은 차이점도 존재합니다.문법 및 구문(Syntax)VHDL은 Ada 프로그래밍 언어를 기반으로 하며, 병렬 프로세스 개념을 사용합니다.Verilog는 C 프로그래밍 언어와 유사한 구문을 가지고 있으며, 절차적인 코딩 스타일을 사용합니다.모델링 스타일VHDL은 동시성(Concurrency) 모델링에 중점을 두고 있습니다.Verilog는 이벤트 구동(Event-driven) 모델링에 중점을 두고 있습니다.데이터 타입VHDL은 강력한 데이터 타입 시스템을 가지고 있습니다.Verilog는 VHDL에 비해 데이터 타입 시스템이 다소 제한적입니다.시뮬레이션 모델VHDL은 이벤트 기반 시뮬레이션 모델을 사용합니다.Verilog는 주로 이벤트 기반 시뮬레이션 모델을 사용하지만, 일부 버전에서는 주기적 시뮬레이션 모델도 지원합니다.표준화 및 지원VHDL은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에 의해 표준화되어 있습니다.Verilog는 Accellera Systems Initiative에 의해 표준화되어 있습니다.산업 분야VHDL은 주로 군사, 항공우주, 통신 분야에서 더 많이 사용되고 있습니다.Verilog는 반도체, 컴퓨터, 디지털 전자 분야에서 더 많이 사용되고 있습니다.두 언어 모두 디지털 회로 설계와 검증에 널리 사용되지만, 설계 스타일, 모델링 방식, 지원 도구 등에 따라 적절한 언어를 선택하는 것이 중요합니다. 현재 대부분의 설계 환경에서는 두 언어를 모두 지원하고 있습니다.
Q. ESS 장치는 어떻게 전기를 저장할 수 있는지 원리가 궁금합니다.
배터리 에너지 저장 시스템에서 화학 반응을 통해 전기 에너지를 저장하는 과정은 다음과 같습니다.충전 과정외부 전원으로부터 전기가 공급되면 양극과 음극 사이에 전위차가 발생합니다.이 전위차에 의해 양극에서 산화 반응, 음극에서 환원 반응이 일어납니다.양극의 활물질은 전자를 잃고 산화되고, 음극의 활물질은 전자를 얻어 환원됩니다.이 화학 반응을 통해 전기 에너지가 화학 에너지로 전환되어 배터리에 저장됩니다.방전 과정전자가 음극에서 양극으로 이동하면서 외부 회로를 통해 전류가 흐르게 됩니다.이때 양극에서 환원 반응, 음극에서 산화 반응이 일어납니다.음극의 활물질은 전자를 잃고 산화되고, 양극의 활물질은 전자를 얻어 환원됩니다.이렇게 저장된 화학 에너지가 전기 에너지로 전환되어 방출됩니다.예를 들어 리튬이온배터리의 경우:충전시 - 양극(Li1-xCoO2)에서 리튬이온이 빠져나와 음극(탄소)으로 이동 방전시 - 음극에서 리튬이온이 빠져나와 양극으로 이동하며 전자 방출이런 식으로 배터리는 가역적인 산화/환원 화학반응을 통해 전기 에너지와 화학 에너지 사이를 전환하며 에너지를 저장하고 방출합니다.
Q. 벼락이 치면, 왜 전기가 나가나요??
벼락은 간단하게 말하면 하늘의 구름에서 땅으로 전류가 흐르는 현상이라고 볼수 있습니다. 피뢰침이 있으면 피뢰침과 땅의 저항이 상대적으로 매우 낮기 때문에 대부분의 전류가 피뢰침으로 흘러서 주변에는 영향을 적게 미치게 되나, 피뢰침을 설치하였더라도 주변에 저항이 낮은 지점이 있으면 그곳으로도 전류가 흐를수 있습니다. 또한 건물에 설치한 누전차단기의 경우 미세한 누설전류에도 차단기가 내려질 수 있으므로, 벼락에 의해 차단기가 내려가는게 가능합니다.
Q. 전기를 쓸때 멀리있는곳은 길이가 긴 콘센트를이용하는데요.
전선도 미미하지만 저항이 있습니다. 우리가 일상에서 쓰는 콘센트는 실내에서 사용한다는 가정이 있기때문에 특정 거리이상 멀어지게 되면 전선이 가진 저항에 의해서 전압강하에 의해서 220V의 전압을 얻지 못하므로, 그렇게 먼 거리에 콘센트를 연결하지 않고 고압으로 송전을 한 다음에 그 고압전류를 변압기를 활용하여 전압을 낮추어서 사용하는것입니다.
Q. 에너지를 무선으로 전달할때는 왜 손실이 발생하나요??
무선충전이 전달되는 방식은 자기장에 의해서 에너지가 전달되게 되는데요. 빛도 광섬유를 통해서 전달되면 빛의 손실이 거의 없는것처럼 전기도 전선을 통해 전달되면 거의 손실이 없지만 공기중으로 자기장이 전달되면 퍼지는 성질이 있기때문에 그에 의한 손실이 생깁니다.