안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.
전기·전자
Q. 전기차의 모터 효율향상에 가장 많이 쓰이고 있는 기술은?
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.전기차 모터의 효율을 높이기 위해 가장 많이 쓰이는 기술은 우선 영구자석형 동기모터 구조를 채택해 손실을 줄이고 토크를 크게 내는 방식입니다. 또 구리 대신 고전도 소재나 모터 권선 구조를 최적화해서 저항 손실을 줄이고, 인버터 제어에서 sic 같은 전력반도체를 사용해 스위칭 손실을 최소화하는 기술도 중요합니다. 냉각방식을 개선해 발열을 줄이고 고속에서도 안정적으로 동작하게 하는 것, 자속 제어 같은 정밀 제어 알고리즘을 적용해 불필요한 전력 소모를 줄이는 것도 효율 향상에 크게 기여하고 있습니다. 최근에는 리디듀스드 레이어스 기술, 권선 집중 방식, 전력회생 제동 최적화 같은 것들이 실제 전기차에 많이 적용되고 있습니다
전기·전자
Q. 수소에너지가 미래 에너지원으로 불리는 이유는?
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.수소에너지가 미래 에너지원으로 불리는 이유는 우선 연소할 때 이산화탄소 같은 온실가스를 배출하지 않고 물만 만들어서 친환경적이기 때문입니다. 또 수소는 지구상에 가장 많은 원소라 물이나 천연가스에서 추출이 가능하고 에너지 밀도가 높아 같은 무게로 많은 에너지를 낼 수 있습니다. 연료전지를 통해 전기와 열을 동시에 생산할 수도 있어 효율이 좋고 자동차 발전 산업 등 다양한 분야에 응요할 수 있는 장점이 있습니다. 다만 저장과 운송이 까다롭고 생산과정에서 아직 비용이 많이 드는 문제가 있지만. 이를 해결하기 위한 기술 개발이 진행중이라 미래 에너지원으로 주목받고 있습니다
전기·전자
Q. 겨울에 사용하는 전기요의 전자파 노출은 안전한 수준일까요?
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.전기담요에서 나오는 전자파는 대부분 교류전기가 흐르면서 생기는 자기장이지만 전력 소모가 크지 않아 발생량도 적습니다. 우리나라 전자파 안전기준은 국제 기준과 비슷하게 정해져 있고 시중에 판매되는 전기요 제품들은 이 기준을 통과해야 판매되기 때문에 정상적인 제품이라면 인체에 해로운 수준은 아닙니다, 다만 오래된 제품이거나 전선 피복이 손상된 경우는 누전 위험이 더 크니 주기적으로 점검하고, 사용할 때는 멀티탭에 여러 전열기기를 동시에 연결하지 않는 정도만 주의하시면 안전하게 사용가능합니다
전기·전자
Q. 전고체 배터리는 현재 어떤 형태들로 기술개발중인가요
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리에서 액체 전해질을 고체 전해질로 바꾼 형태인데, 아직 상용화 단계는 아니고 여러 방식이 연구되고 있습니다. 크게 보면 첫째 황화물계 전해질을 쓰는 방식인데 이온 전도도가 높고 성능이 좋아서 자동차용으로 주목받지만 수분에 약해 취급이 어렵습니다, 둘째 산화물꼐 전해질은 안정성이 뛰어나지만 단단해서 전극과 접촉 저항 문제가 있습니다, 셋째 고분자계 전해질은 가볍고 유연하지만 온도에 따라 성능이 떨어지는 한계가 있습니다. 이외에도 복합형이라고 해서 두 가지 이상을 섞어 단점을 보완하려는 연구도 활발합니다. 현재는 이런 여러 형태들을 동시에 개발하면서 대량생산성과 안정성을 확보하려는 단계라고 보시면 됩니다
전기·전자
Q. 모터의 성능은 전자기의 세기가 중요한가용?? 아니면 자석의 세기가 중요한가요?? 어떤것 때문에 모터가 더 빠르게 도는 지 궁금합니다.
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.모터는 자석의 세기와 전자기의 세기 둘다 중요합니다. 고정된 자석이 세면 코일에 흐르는 전류와 만날 때 힘이 더커지고, 코일에 큰 전류를 흘려 강한 전자기를 만들면 마찬가지로 힘이 커집니다. 다만 회전 속도는 전압이 높을 수록 빨라지고, 힘은 전류와 자석 세기에 더 크게 영향을 받습니다. 그래서 모터가 더 빠르게 도는 것은 전압과 코일 설계가 좌우하고, 더 힘 있게 도는 건 전자기의 세기와 자석의 세기가 같이 작용한다고 보시면 됩니다
전기·전자
Q. 정격용량이라는 것은 누가 어떻게 정하는 건가요??
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.정격용량은 기기를 만든 제조사가 제품을 설계하고 시험한 뒤 안전하게 사용할 수 있는 최대치로 정하는 값입니다. 예를 들어 전자기기 안에 들어가는 부품들이 열이나 전류를 얼마나 버틸 수 있는지, 장시간 사용했을 때 문제가 없는지 등을 여러기준 시험을 거쳐서 결정하고, 이 값은 국제 전기 규격이나 국가별 안전 규격 에 맞춰 표기됩니다, 그래서 사용자가 정격용량을 넘겨 쓰면 부품이 과열되거나 손상될 수 있기 때문에 항상 정격 범위 안에서 사용하는것이 안전합니다
전기·전자
Q. 배터리 과충전으로 폭팔할수 있나요?
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.네 가능합니다. 리튬이온 배터리는 충전량을 제어하는 보호회로가 정상적으로 작동하면 과충전이 되지 않지만, 회로가 고장났거나 불량 충전기를 사용할 경우 전압이 계속 올라가 내부에서 열이 급격히 발생하면서 폭발이나 화재로 이어질 수 있습니다. 전동스쿠터처럼 큰 용량 배터리는 그 에너지가 훨씬 크기 때문에 사고 시 피해도 크게 나타나는 것이고, 스마트폰이나 휴대용 선풍기 같은 소형 기기는 보호회로가 기본적으로 들어 있어서 일반적인 환경에서는 과충전으로 폭발할 가능성은 매우 낮습니다. 다만 불량 배터리나 값싼 충전기, 오래된 배터리를 사용할 경우 위험이 커질 수 있으니 정품 충전기를 쓰고 충전 중 장시간 방치하지 않는것이 안전합니다
전기·전자
Q. 배터리가아닌 슈퍼콘덴서라는 것이 있다고 하던데요
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.네 맞습니다. 슈퍼콘덴서는 일반 배터리 대신 전기를 저장하는 장치인데 배터리처럼 화학반응으로 저장하는 게 아니라 전기를 그대로 축적하는 방식이라 충전과 방전 속도가 매우 빠릅니다. 그래서 몇분, 심지어 몇 초 안에도 충전이 가능합니다. 다만 에너지 저장 용량이 배터리에 비해 훨씬 적어서 오래 쓰지는 못하고, 대신 수명이 길고 충방전을 수십만 번 반볻해도 성능 저하가 거의 없는 장점이 있습니다. 그래서 마우스 같은 소형 기기나 순간적으로 전력이 필요한 곳에 쓰이고 장시간 사용해야 하는 스마트폰 같은 기기에는 아직은 적합하지 않습니다
전기·전자
Q. 나라마다 콘센트 모양이 다른 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.나라별로 콘센트 모양이 다른 건 각 나라가 전기를 도입하던 시기와 표준을 정하던 방식이 달랐기 때문입니다. 초기에 전기를 보급할 때 각국이 자국 상황에 맞게 안전성과 비용을 고려해 규격을 따로 만든게 그대로 굳어진것입니다. 어떤 나라는 접지를 강화해 세 구멍으로, 어떤 나라는 단순히 두 핀만으로 시작했는데 시간이 지나도 국제적으로 통일 되지 않고 그대로 이어진것입니다. 지금은 국제 표준을 맞추자는 논의도 있지만 이미 각 나라에 설치된 콘센트 수가 너무 많아서 바꾸기가 어렵다 보니 여행할 때 어댑터를 써야하는 상황이 된 것입니다
전기·전자
Q. 전기 부품들의 수명이 어떤식으로 소모되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.전기부품 수명은 주로 열과 스트레스 누적으로 줄어듭니다. 즉 전기가 흐를 때 생기는 열이 부품을 서서히 늙게 하고 과전압 과전류 전원 온오프 같은 반복 충격이 더해지면 고장이 빨라집니다. 예를 들면 콘덴서는 내부 액체가 마르며 용량으 줄고, 반도체는 미세 회로가 열 전류에 지쳐 특성이 틀어지며, 릴레이 스위치는 접점이 닳고 납땜 터넥터는 열팽창과 진동으로 균열이 생깁니다. 습기 먼지 부식도 수명에 악영향을 줍니다. 수명을 늘리는 방법은 간단히 덜 뜨겁게 덜무리하게 쓰는것인데 통풍과 방열을 확보하고 정격 이하로 쓰기, 전원 품질을 안정적으로 유지하기, 먼지, 습기 관리와 주기적 점검을 해주면 좋습니다