안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.
전기·전자
Q. 리튬이온배터리 단순 저전압 상태와 노후화 상태의 차이는 뭘까요?/노후화 증상이 나타나지 않는이상 메인보드에 얼마나 손상을 끼쳤는지 알 수 없으니 이 점을 감수하고 교체해야 되나요?
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.1. 단순 저전압 상태와 노후 배터리의 차이로는 단순 저전압은 말 그대로 배터리 전압이 일시적으로 낮아진 상태입니다. 예를 들어 배터리를 너무 오래 사용하지 않거나, 갑작스럽게 전력을 많이 써서 전압일 떨어졌을 때 나타나는 현상입니다. 이 경우는 충전을 통해 다시 정상 전압으로 회복될 수 있습니다. 반면에 노후화된 배터리는 배터리 내부의 화학적 구조가 시간이 지남에 따라 손상되고, 저항할 수 있는 용량이 줄어든 상태입니다. 이때는 단순히 전압이 낮은게 아니라, 충전을 해도 원래 용량만큼 복구되지 않고, 전압도 쉽게 떨어지며, 내부 저항도 높아져 전류 흐름 자체가 불안정해집니다. 겉보기엔 비슷하게 전압이 낮다는 형태로 나타낼 수 있겠지만. 저전압은 상태일 뿐이고 노후화는 근본적인 성능저하입니다2. 노후화 증상이 분명하지 않은 배터리가 메인보드에 손상을 줄 수 있는지에 대한 부분은 결론 부터 말씀드리자면, 노후화 증상이 분명하게 드러나지 않더라도 배터리가 내부적으로 불안정해졌다면 메인보드에 영향을 줄 가능성이 있긴합니다. 특히 리튬이온 배터리가 셀 불균형, 급격한 전압 변동, 내부누액 등을 가지고 있다면, 충전 회로나 메인보드의 전원 관리 칩에 과부하가 가거나 손상이 누적될 수 있습니다. 문제는 이런 영향은 겉으로 바로 보이지 않는 경우가 많기에 사용자가 쉽게 판단하기 어렵다는 점입니다. 그래서 대부분의 경우 노후화가 의심되면 예방차원에서 교체를 권장하는 이유도 여기에 있습니다. 물론 교체했다고해서 바로 고장이 나는 걸 막는다는 보장은 없지만, 불확실한 리스크를 줄이는 선택이라고 보시면 되겠습니다
전기·전자
Q. 집 안에서 사이클 운동 등을 통해 전기를 축적할 수도 있나요?
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.집 안에서 사이클 같은 운동을 통해 전기를 만드는 것은 가능합니다. 실제로 사이클 발전기나 발전 운동기구 같은 제품도 있고, 운동하면서 휴대폰 충전 정도는 가능합니다. 하지만 현실적으로는 티비나 에어컨 처럼 전기를 많이 사용하는 가전제품에 활용하기엔 쉽지가 않습니다. 예를들어 한 사람이 사이클을 열심히 굴려도 1시간에 만들어 낼 수 있는 전기는 100~200와트시 정도인데, 티비는 보통 100와트 이상, 에어컨은 아무리 낮은 전력형이라도 보통 수백~천 와트 이상 사용을 합니다. 이런 내용을 미뤄봤을때 한시간을 열심히 밟아도 겨우 티비 몇시간을 보거나 에어컨을 잠깐 켤 수 있는 수준입니다. 또한 그 전기를 모아서 저장하려면 배터리가 필요한데, 이러한 배터리는 가격도 비싸고 설치도 간단하지 않아 일반 가정에서는 구매, 설치가 쉽지 않습니다.요약하자면 운동으로 전기를 만드는건 가능하긴 하지만, 소규모 수준에서 의미가 있고, 가전제품 전체에 쓰기엔 발전량도 적고 효율도 낮아서 실용적이지 않습니다
전기·전자
Q. 전기가 흐르면 자성이 생기고 전기를 차단하면 자성이 없어지는 산업용 자석이 있던데 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.전자석이라는 원리를 이용한 것 입니다. 전자석은 말 그대로 전기를 흘려서 자석처럼 만드는 장치입니다. 안에 코일을 감아놓고 거기에 전기를 흐르게 하면 전류가 흐르는 방향을 따라 자기장, 즉 자성이 생깁니다. 그 자기장 덕분에 철이나 고철 같은 금속을 붙잡을 수 있는 것입니다. 그리고 전기를 끊으면 전류가 사라지니까 자기장도 없어지고, 자성도 사라집니다. 그래서 고철을 들어올릴 땐 전기를 켜서 자석처럼 만들고, 내려놓을 땐 전기를 끊어서 금속이 떨어지게 하는 것 입니다. 이런 방식은 자석 처럼 계속 붙어 있는게 아니라 필요할 때만 자석처럼 동작 시킬 수 있어서 산업 현장에서 많이 자주 쓰입니다
전기·전자
Q. 양자컴퓨터의 연산능력에 있어서 중첩과 얽힘이 중요한 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.양자컴퓨터에서 중첩과 얽힘이 중요한 이유는, 이 두가지 현상이 있어야 우리가 알고 있는 컴퓨터보다 훨씬 빠르고 복잡한 계산을 할 수 있기 때문입니다.먼저 중첩은 하나의 양자 비트가 0이나 1 중 하나로만 있는게 아니라 동시에 0과 1 두 상태를 모두 가질수 있다는 뜻입니다. 이걸 통해 여러 경우의 수를 한번에 계산할 수 있어서, 기존 컴퓨터가 하나하나 계산하는 걸 양자컴퓨터는 한번에 병렬로 처리할 수 있게 됩니다.그리고 얽힘은 두 개 이상의 큐비트가 서로 연결돼서, 한 쪽의 상태를 보면 다른 쪽 상태도 자동으로 정해지는 현상입니다. 이 얽힘을 이용하면 큐비트들이 서로 빠르게 정보를 주고 받을 수 있어서 계산 효율이 확 올라가게 됩니다.결국 중첩으로 가능한 경우의 수를 동시에 다루고, 얽힘으로 큐비트 간의 협업을 빠르게 하면서 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터 보다 훨씬 빠르게 복잡한 문제를 풀 수 있는 것 입니다. 그래서 이 두가지는 양자컴퓨터의 핵심 기술이자 능력이라 볼 수 있습니다
전기·전자
Q. 노후화된 리튬이온배터리 충전 지연되는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 전찬일 전문가입니다.배터리가 노후화되면 충전 속도가 느려지기도 하고 빨라지기도 하는데, 이런 차이는 배터리의 상태나 충전 환경에 따라 달라집니다. 일반적으로 리튬이온배터리는 오래 사용하면 내부 저항이 커지고 셀 일부가 손상돼서 전류 흐름이 원활하지 않습니다. 그래서 충전기에서 전류를 세게 넣으려고 해도 속도가 제한돼서 충전이 느려지는 경우가 많습니다. 반대로 어떤 배터리는 용량이 줄어든 만큼 예전보다 적은 양만 충전하면 되니까 충전이 빨리 끝난다고 느껴질 수도 있습니다. 이건 충전이 실제로 빨라진게 아니라, 충전해야 할 용량이 줄어든 것입니다. 저전압 상태나 셀 손상 정도, 충전기의 출력특성, 배터리 보호 회로 작동 여부에 따라 결과가 달라질 수 있어서 이런 차이가 생길수 있습니다. 그래서 어떤 경우에는 충전이 느려지고, 어떤 경우에는 오히려 빨라졌다고 느껴질 수가 있습니다