선박 밑바닥에 아연판을 붙이면 왜 배가 덜 녹스나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.선박의 철제 선체에 아연판을 붙이면 아연이 철보다 이온화되기 쉬운 금속이라 물속에서 먼저 산화되어 전자를 내놓습니다 이 전자가 철로 이동하면서 철이 산화되는 것을 억제해 철의 부식 즉 녹스는 현상을 줄여줍니다 이처럼 자신이 먼저 부식되어 다른 금속을 보호하는 금속을 희생양극이라고 하며 아연판은 시간이 지나면 소모되므로 주기적으로 교체를 합니다 바닷물처럼 전해질이 있는 환경에서는 특히 효과적이며 실제 선박에서는 아연뿐 아니라 알루미늄이나 마그네슘 합금도 사용합니다
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다이오드는 왜 한쪽 방향으로만 전류를 흐르게 하나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합한 PN 접합으로 만들어지며 접합부에는 전하가 이동하기 어려운 공핍층이 형성됩니다 순방향으로 전압을 걸면 공핍층의 장벽이 낮아져 전자와 정공이 접합부를 넘어 이동하면서 전류가 흐릅니다 반대로 역방향 전압을 걸면 공핍층이 더 넓어져 전하의 이동이 막히기 때문에 아주 작은 누설전류만 흐릅니다 따라서 다이오드 전압을 가하는 방향에 따라 전류가 흐르기 쉬운 상태와 어려운 상태가 만들어져 정류 작용을 합니다
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전자기기 내부의 회로는 아주 작은 전류와 전압으로도 복잡한 작업을 처리하는데, 작은 전기 신호를 이용해 어떻게 계산이나 데이터 처리를 수행할 수 있는 것일까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전자기기는 전압이나 전류의 크기 자체로 계산하는 것이 아니라 전기 신호의 높고 낮은 상태를 0과 1로 표현해 정보를 처리합니다 트랜지스터가 이 신호를 빠르게 켜고 끄면서 논리 게이트를 구성하고 AND OR NOT 같은 연산을 주합해 복잡한 계산을 수행합니다 수 많은 트랜지스터가 매우 짧은 시간에 신호를 처리하기 때문에 개별 신호가 작더라도 전체적으로는 막대한 연산이 가능합니다 즉 중요한 것은 전기 에너지의 크기보다 정확하고 빠르게 신호의 상태를 제어하고 전달하는 것이라고 할 수 있습니다
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손을 씻은 뒤 수건으로 닦았는데도 손에서 물기가 완전히 사라지지 않는 경우가 있는데, 수건은 물을 어떤 원리로 흡수하는 것일까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.수건은 주로 면섬유처럼 물과 잘 결합하는 성질을 가진 가느다란 섬유들이 촘촘하게 얽혀잇어 물을 흡수합니다 섬유 표면과 물 분자 사이의 부착력과 물 분자끼리의 응집력 때문에 물이 섬유 사이의 작은 틈으로 스며들고 머무르게 됩니다 또한 수건의 많은 미세한 공간이 모세관 현상을 일으켜 물을 빠르게 끌어들입니다 손에 물기가 남는 것은 수건이 이미 물을 많이 머금었거나 섬유와 손 사이의 물이 충분히 제거되지 않았기 때문이라고 할 수 있습니다
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디지털 기기는 0과 1이라는 두 가지 상태로 정보를 처리한다고 하는데, 실제 회로에서는 전압의 높고 낮음을 어떻게 구분해서 0과 1이라는 데이터로 판단하는 것일까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.디지털 회로는 전압을 무조건 높다 낮다로 보는 것이 아니라 미리 정해진 임계 전압을 기준으로 0과 1을 구분합니다 예를 들어 어떤 회로에서는 낮은 전압 범위를 0 높은 전압 범위를 1로 인식하도록 설계되어 있습니다 실레로는 트랜지스터와 논리 게이트가 입력 전압을 비교하고 그 결과에 따라 다음 회로로 신호를 전달합니다 그래서 전압이 약간 흔들리더라도 일정한 범위 안에만 있으면 0또는 1로 안정적으로 판단할 수 있습니다
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보조 배터리를 사용할 때 충전 단자 부위에 이물질이 들어가지 않도록 깨끗하게 관리해야 전기적 사고를 막을 수 있나요? 그게 가장 큰 문제인가요?? 외부 충격 빼고요.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.보조 배터리의 충전 단자는 먼지나 금속 이물질이 들어가면 접촉 불량이나 단락을 일으킬 수 있어 깨끗하게 관리하는 것이 중요합니다 하지만 외부 충격을 제외하면 이물질만이 가장 큰 위험 요인은 아니며 과충전 과열 배터리 자체의 손상이나 제조 불량도 주요 원인입니다 특히 금속 물체가 단자 사이를 연결하면 순간적으로 큰 전류가 흘러 발열이나 화재로 이어질 수 있습니다 그래서 단자를 청결하게 유지하고 지나치게 뜨거워지거나 부풀어 오른 보조 배터리는 사용하지 않는 것이 좋습니다
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페트병 바닥은 왜 꽃 모양으로 생겼을까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.꽃 모양의 페트병 바닥의 페탈로이드 구조는 탄산음료의 이산화탄소나 온도로 인해 발생하는 높은 내부 압력을 여러 방향으로 고르게 분산시켜 병이 터지거나 변형되는 것을 막아줍니다 평평한 바닥은 내부 압력이 커지면 밖으로 튀어나와 쉽게 넘어지는 반면 오목하게 굴곡진 갈래 구조는 마치 아치 교량처럼 높은 하중과 압력을 효과적으로 견뎌냅니다 또한 튀어나온 여러 개의 발 부분이 바닥에 다각도로 지지점 역할을 해주어 페트병이 기울어지지 않고 안정적으로 서 있을 수 있게 해줍니다 따라서 이 구조는 강도 향상과 접지력 확보는 물론 더 적은 플라스틱 재료로도 높은 내구성을 발휘하게 만드는 공학적 디자인입니다
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인버터는 직류를 어떻게 교류로 바꾸나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.인버터는 태양광 패널에서 들어오는 직류 전기를 4개의 전력용 반도체 스위치가 H자 형태로 배치된 H-브리지 회로로 전달합니다. 인버터 내부의 제어 회로는 이 대각선 방향의 스위치 쌍 2개를 초당 수십 번에서 수만 번씩 교대로 켜고 끄며 전류의 흐름 방향을 끊임없이 역전시킵니다 이때 스위치 켜짐 시간을 미세하게 조절하는 펄스 폭 변동 기술을 적용하여 단순 앙상한 사각파 형태의 전압을 일정한 폭으로 잘게 쪼개어 가공합니다. 마지막으로 변압기와 인덕터 콘덴서로 구성된 LC 필터 회로를 거치면서 각진 전압 파형의 고주파 잡음이 매끄럽게 정제되어 가정에서 쓸 수 있는 부드러운 정현파 교류 전력으로 변환됩니다
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중국여행에 사용할 보조배터리 ccc인증 제품은 국산이 없나요 ㅜㅜ?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.중국 강제인증은 중국 정부가 자국 내 유통·반입 제품에 부과하는 규격이라 국내 브랜드 중에는 해당 인증을 직접 받아 출시하는 제품이 드문 편이지만 글로벌 유명 브랜드인 벨킨 의 최근 보조배터리 제품군이 CCC 인증을 획득해 판매되고 있습니다 중국 항공 당국은 기내 화재 예방을 위해 CCC 마크가 표기되지 않은 보조배터리의 국내선 기내 반입을 엄격히 금지하고 있으므로 중국 여행중에는 브랜드 국가와 상관없이 CCC 마크가 외관에 명확히 인쇄된 제품을 준비해 가시는 것이 좋습니다 만약 국산 브랜드를 고집하여 CCC 마크가 없는 배터리를 가져가신다면 공항 보안검색대에서 예외 없이 압수당할 위험이 큽니다. 따라서 사고 우려가 걱정되신다면 중국 저가 미인증산 대신 글로벌 안전기준과CCC 인증을 모두 통과한 벨킨이나 앙커같은 검증된 글로벌 브랜드 제품을 구매해 가시는 것을 추천합니다.
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스마트워치나 웨어러블 기기를 착용하고 운동할 때 심박수와 활동량이 실시간으로 기록되는 것이 어떤 원리로 되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.스마트워치는 뒷면의 녹색 LED 빛을 피부에 쏘아 혈액량 변화를 측정하는 광혈류 측정 기술로 심장 박동에 따른 빛 반사율을 감지해 심박수를 계산합니다. 이와 동시에 내장된 3축 가속도계 및 기어로스코프 센서가 사용자의 신체 움직임 속도 기울임 변화를 정밀하게 실시간으로 추적합니다 센서들로부터 수집된 미세한 데이터는 기기 내부의 신호 처리 알고리즘을 통해 걷기 달리기도 등 특정 운동 형태와 강도로 즉시 분석됩니다. 이렇게 종합된 데이터에 사용자의 나이 성별 체중 정보를 결합하여 실시간 심박수와 소모 칼로리 이동 거리 등의 활동량을 화면에 표시해 줍니다
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