답변 내역

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.저는 충전 케이블을 쓸 때 가장 신경 쓰는 부분이 스마트폰 연결 단자 바로 뒤를 심하게 꺾지 않는 것입니다.선을 뽑을 때도 케이블을 잡아당기지 않고 플러그 몸체를 잡고 빼면 단선의 위험이 훨씬 덜 생기게 됩니다. 보관할 때는 너무 작게 돌돌 말지 마시고 손바닥 크기 정도로 느슨하게 감은 뒤 벨크로 타이를 묶어두는 편이 좋습니다.책상 모서리나 침대 틈처럼 선이 계속 눌리거나 꺾이는 곳도 피하시면 피복 손상을 많이 줄일 수 있습니다. 그래서 단자 부분이 자주 꺾이는 환경이라면 ㄱ자로 된 형태의 케이블이나 단자 보호 슬리브를 사용하는 것도 도움이 될 수 있습니다. 만약에 이미 피복이 갈라지고 내부 전선이 보이기 시작했다면 테이프로 계속 버티기보다는 새 케이블로 교체하는 것이 아무래도 안전할 수 있습니다.저는 케이블 수명은 선 꼬임보다 단자 근처의 반복적이 꺾임과 당김을 얼마나 줄이느냐가 가장 중요하다고 생각합니다.

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.스마트폰 배터리는 100%까지 자주 채우기보다는 최대 80% 안팎에서 충전을 멈춰주는 것이 수명을 유지하는데 도움이 됩니다.지금 스마트폰 배터리는 대부분 리튬이온 배터리인데, 리튬이온 배터리는 충전량이 매우 높을수록 내부의 전압이 올라가 재료에 가해지는 부담이 커지게 됩니다. 반대로 0% 가까이까지 자주 방전시켜도 배터리에 스트레스를 줄 수 있어 완전 방전을 반복하는 것은 좋지 않습니다.그래서 평소에는 권고하는게 20~80% 수준을 유지하라는 것이고, 자주 충전하는 방식이 아무래도 배터리 열화를 줄이는 데 유리한 점이 있습니다. 물론 요즘 스마트폰은 과충전을 막는 보호회로가 내장된 경우가 있어 100% 충전 자체가 바로 위험하고 그런 건 아닙니다.오히려 충전 중에 과도하게 발열이 나는 것이 배터리 수명에 더 큰 영향을 줄 수 있습니다. 그러므로 뜨거운 환경에서 충전하는 것을 피하고, 충전하면서 게임 같은거나 영상시청은 지양하는 것이 좋습니다.

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.RLC 직렬 회로에서는 인덕터와 축전기가 각각 교류의 흐름을 방해하는 유도 리액턴스와 용량 리액턴스를 만듭니다.주파수가 변하면 두 리액턴스도 변화하는데, 어느 순간 두 값의 크기가 정확하게 같아지는 지점이 생기게 됩니다. 이때 두 리액턴스가 서로 반대 성질이라 상쇄되고 회로에는 사실상 저항 R만 남게 되는데, 이것을 직렬 공명이라고 하는 것입니다.회로의 임피던스가 가장 작아지므로 같은 전압을 걸었을 때 흐르는 전류는 최대가 됩니다. 공명주파수는 인덕턴스 L과 정전용량 C에 의해 결정되고, L이나 C가 커질수록 공명주파수는 낮아지게 됩니다.RLC 직렬 회로의 공명 조건은 유도 리액턴스와 용량 리액턴스가 같아지는 주파수에서 전류가 가장 크게 흐르는 상태라고 보시면 되겠습니다.

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.가정용 교류 220V는 순간순간 변하는 전압의 최댓값이 아니고, 같은 저항을 연결했을 때 220V 직류와 같은 열과 전력을 만들어내는 실효값입니다.교류 전압은 한 주기 동안 0V를 지나 양수와 음수 방향으로 계속 변하기 때문에 단순 평균을 내면 거의 0이되어 실제 전력 효과를 나타내기는 어렵습니다. 그래서 순간 전압을 제곱해서 평균을 낸 뒤 다시 제곱근을 구한 RMS 값을 주로 사용합니다.우리나라 220V 교류의 경우 정현파 기준 최대 전압은 약 311V까지 올라가지만 전열기나 저항 부하에 전달되는 평균적인 전력 효과는 220V 직류를 연결했을 때와 같은 수준이라 220V라고 표시 합니다.RMS 라는 값은 시간에 따라 변하는 교류 전압을 실제 사용 가능한 전력 기준으로 표현한 값이라고 보면 되겠습니다.

안녕하세요. 박재화 박사입니다.사람의 치아는 생각보다 매우 단단하고, 특히 겉부분의 범랑질은 인체에서 가장 단단한 조직으로 알려져 있습니다. 알려진 바에 따르면 법랑질의 경도는 모스 경도로 약 5정도 인데, 우리가 잘 아는 다이아몬드가 10입니다. 5정도면 뼈보다 훨씬 단단한 수준이라 음식물을 오래 씹어도 쉽게 닳지 않도록 만들어져 있습니다.하지만 단단하다고 해서 충격에도 강한 것은 아니라서 , 딱딱한 물체를 깨물면 금이 가거나 깨질 수 있으니 조심하셔야 합니다. 법랑질 안쪽은 상아질이라고 있는데, 이 쪽은 더 부드럽고 탄성도 있어서 바깥의 법랑질을 받쳐주는 역할을 하는 영역입니다.요약해보면, 치아는 아주 단단한 법랑질과 조금 더 유연한 내부 조직이 함께 있어 강도와 충격 흡수를 동시에 확보한 구조라고 보면 되겠습니다.

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.IoT를 이용한다면 태양광이나 풍력, ESS, 전기차 충전기 같은 분산 자원의 상태를 실시간으로 한곳에서 확인이 가능합니다. 각 설비의 센서와 계량이가 발전량부터 소비전력, 배터리 잔량 등 이런 정보를 통신망을 통해 중앙 제어시스템으로 보내게 됩니다.제어시스템은 현재 전력 수요와 공급량을 비교해 전력이 부족한지 남는지를 판단하고, 전력이 부족하면 ESS 방전이나 발전량 증가를 지시하고, 전력이 남으면 배터리를 충전하거나 일부 설비의 출력을 낮출수도 있습니다.전기차 충전이나 건물 냉난방처럼 시간을 조절할 수 있는 부하도 함께 제어한다면 전력 사용이 몰리는 시간을 줄일 수 있기도 합니다. 결국 IoT는 여러 곳에 흩어진 전력 자원을 하나의 가상 발전소처럼 묶어 실시간으로 조절하면서 전력 수급 균형을 맞추는 역할이라고 보시면 되겠습니다.

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.콤프턴 산란에서는 X선이 전자와 부딪힐 때 빛이 마치 작은 입자처럼 전자에게 에너지와 운동량의 일부를 전달합니다.전자는 그 에너지를 받아 튕겨 나가고, X선은 처음보다 적은 에너지를 가진 상태로 다른 방향으로 산란됩니다. 빛의 에너지가 줄어들면 진동수는 낮아지고, 그 결과 파장은 처음보다 길어지게 됩니다. 특히 X선이 어느 각도로 튕겨 나가느냐에 따라 파장이 얼마나 길어지는지도 일정한 관계를 보입니다.이 현상은 빛을 단순한 연속적인 파동으로만 생각해서는 제대로 설명하기 어려웠으나, 광자라는 입자가 전자와 충돌한다고 보면 정확하게 설명이 가능할 수 있습니다. 결국 콤프턴 효과는 빛도 에너지와 운동량을 가진 입자처럼 행동한다는 것을 보여준 중요한 실험적 증거인 셈입니다.

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.전기전자 기술은 뇌 오가노이드가 어떻게 자라고 신호를 주고받는지 살펴보는 도구로 활용될 수 있습니다.아주 작은 전극을 많이 붙이면 신경세포의 전기 신호를 읽고, 반대로 원하는 위치에 자극을 줄 수도 있습니다. 카메라나 촉각센서를 연결하면 빛이나 압력 같은 정보를 뇌 조직에 전기 신호로 전달하는 연구도 가능하구요. 반대로 뇌 조직에서 나온 신호를 읽어 로봇 팔이나 인공 신체를 움직이게 하는 방향의 연구도 할 수 있습니다. AI와 자동화 장비를 사용한다면 수많은 실험 조건을 빠르게 비교해서 어떤 환경에서 신경회로가 잘 자라는지도 찾기 쉬워지게 됩니다.문제는 현재 뇌 오가노이드는 실제 인간의 뇌보다 훨씬 단순하기 떄문에 인간 수준의 뇌를 만드는 단계와는 아직은 큰 차이가 있다는 점입니다. 장기적으로는 생물학적 뇌와 인공 감각기관이나 로봇 신체를 연결하는 것은 가능성이 있는 이야기일 수 있지만, 실제 인간 수준까지 갈 수 있을지는 모르겠네요...

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.19세기 말 고전물리학으로 흑체복사를 계산하면 주파수가 높아질수록 방출 에너지가 끝없이 커진다는 자외선 파탄 뭊제가 생겼습니다.하지만 실제로는 실험에서 높은 주파수 영역에서 복사 에너지가 오히려 감소해 고전 이론과는 맞지 않았었습니다. 막스 플랑크는 이 차이를 설명하기 위해서 물질이 에너지를 아무 값으로나 주고받는 것이 아니라 일정한 작은 단위로만 흡수하거나 방출한다고 가정을 했습니다.이때 에너지 한 단위의 크기는 빛의 진동수에 비례하는데, 유명한 수식 E=hf 관계로 표현됩니다. 진동수가 높을수록 한 번에 필요한 에너지 단위가 커지기 때문에 높은 주파수의 빛은 쉽게 방출되지 않아 실제 흑체복사 곡선을 설명할 수 있었습니다.결국 플랑크의 양자 가설은 흑체복사 실험값을 맞추기 위해서 도입되었고, 이후 양자역학이 시작되는 중요한 계기가 되었습니다.

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.전자레인지의 마이크로파가 금속에 닿으면 금속 내부의 자유전자가 움직이면서 표면에 전류가 유도되고, 대부분의 전파가 반사되게 됩니다.특히 은박지의 구겨진 부분이나 포크 끝처럼 뾰족한 곳에서는 전하가 집중되어 매우 강한 전기장이 만들어질 수 있습니다. 이 전기장이 주변 공기를 이온화 할 정도고 강해지면 공기를 통해 전류가 순간적으로 흐르면서 스파크나 아크가 발생하게 됩니다. 도자기나 유리는 자유전자가 거의 없어 이런 전하 집중과 방전이 쉽게 일어나지 않는다는 차이가 있습니다. 다만 모든 금속이 반드시 스파크를 만드는 것은 아니고, 일부 전자레인지에는 제조사가 설계한 금속 선박이나 전용 용기가 사용되기도 합니다.일반 금속 그릇이나 은박지는 임의로 사용하지 말고 전자레인지 사용 가능 표시가 있는 용기만 사용하는 것이 아무래도 안전합니다.