엘리베이터 안에서 핸드폰 안 터지는 이유
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.엘리베이터는 금속으로 둘러싸인 구조라서 일종의 페러데이 케이지처럼 작용해 외부 전파가 거의 차단됩니다 게다가 건물 내부 깊은 위치와 이동 중이라는 환경 때문에 기지국과의 신호 열결이 불안정해져 통화나 데이터가 끊기거나 버벅이게 됩니다 요즘은 일부 건물에 중계기나 안테나를 설치해 개선되기도 하지만 비용과 관리 문제 때문에 모든 엘리베이터에 적용되어 있지는 않습니다
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무선 충전기는 전선도 없는데 어떻게 전기가 기기로 전달되나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.무선 충전은 충전 패드 내부의 코일에 전류가 흐를 때 발생하는 자기장이 스마트폰 안의 코일에 유도전류를 만들어내는 전자기 유도 원리를 이용하며 이는 변압기와 유사한 방식이라 스마트폰 내부의 정밀 부품에 영향을 주지 않도록 설계된 표준 규격 내에서 안전하게 작동합니다 자기장을 매개로 에너지를 전달하는 과정에서 코일 사이의 간격이나 위치가 어긋나면 유선 방식보다 열 발생이 많고 에너지 손실이 크지만 최근 기술은 코일의 밀집도를 높이고 정렬을 최적화하여 충전 효율을 비약적으로 끌어 올리고 있습니다 무선 충전은 물리적 연결 대신 자기력의 상호작용을 전기 에너지로 변화하는 방식으로 작동하는 겁니다
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전자레인지로 음식 데울 때 왜 가운데만 차가운 경우가 생기나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전자레인지는 마이크로파가 그릇 안에서 서로 간섭하며 에너지가 집중되는 곳과 약한 곳이 생기는 정지궤도 현상 때문에 열이 불균형하게 전달되는데 마이크로파가 음식의 겉면에서 먼저 흡수되고 내부는 열전도에 의존하여 데워지다 보니 중심부까지 열이 도달하는데 시간이 걸립니다 이때 그릇의 가장자리에 두어 마이크로파가 닿는 궤적을 다양하게 만들어야 훨씬 골고루 에너지를 흡수할 수 있습니다 결과적으로 고른 가열을 위해서는 음식의 배치를 비대칭으로 조절하고 데우는 중간에 한번 섞어주거나 일정 시간 기다려 내부까지 열이 전달되도록 유도하는 것이 가장 효과적입니다
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금속을 담금질 하게 되면 단단하게 변하는 이유가 무엇인가요
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.금속을 고온으로 가열하면 원자 배열이 재구성되는데 이를 기름에 넣어 급랭하면 원자들이 안정된 격자 구조로 돌아갈 시간적 여유 없이 순식간에 뒤엉키면서 매우 단단하고 치밀한 마르텐자이트라는 비평형 조직이 형성됩니다 이 과정에서 금속 내부에는 강한 응력이 발생하고 원자 간의 미끄러짐을 방지하는 격자 변형이 일어나 외부 충격이나 압력에 저항하는 경도가 비약적으로 상승하게 됩니다 담금질은 열에너지에 의해 활성화된 금속 조직을 금속 냉각으로 장제 고정함으로써 부드러운 성질을 억제하고 물리적인 강도를 극대화하는 금속공학적 원리를 이용하는 것이라고 할 수 있습니다
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정말 감사해요
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금속은 왜 열과 전기를 잘 전달하나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.금속 원자들은 결합 과정에서 전자를 내어놓아 격자 사이를 자유롭게 이동한느 자유전자를 형서하며 이 전자들이 마치 액체처럼 움직이며 외부에서 가해진 전기적 흐름과 열 에저지를 금속 전체로 빠르게 운반하는 매개체 역할을 합니다 반면 세라믹이나 고분자는 전자가 원자에 강하게 결속되어 있어 에너지 전달이 어려운 구조인 데 반해 금속은 자유 전자가 열적 진동과 전기적 위치 에너지를 물리적으로 직접 전달하기 때문에 높은 전도성을 띠게됩니다 금속의 우수한 전달 능력은 원자 구조 내에서 제약 없이 이동하며 에너지를 실어 나르는 자유 전자의 높은 유동성과 밀도에서 비롯된 핵심적인 특징이라고 할 수 있습니다
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재료 중에서 유리는 왜 투명 특징을 가지나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.유리는 원자 구조가 불규칙한 비정질 상태로 존재하며 전자가 존재할 수 없는 영역인 에너지 밴드갭이 가시광선의 에너지보다 훨씬 넓기 때문에 빛의 입자가 전자에 흡수되지 않고 그대로 통과하여 투명하게 보입니다 반면 금속은 자유 전자가 빽빽하게 있어 가시광선을 받는 즉시 흡수하거나 반사하며 나무와 같은 불투명 고체는 내부의 복잡한 분자 구조나 기공이 빛을 사방으로 산란시키기 때문에 빛이 직진하지 못합니다 물질의 투명도는 전자가 특정 에너지의 빛을 받아들일 수 있는지 결정하는 양자역학적 상태와 빛의 진로를 방해하는 내부 입자의 배치 방식에 의해 결정됩니다
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최근 비닐봉투 대란이 일어났는데 비닐은 재생이 불가한가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.비닐도 기술적으로 충분히 재생이 가능합니다 현재 폐비닐을 녹여 만드 재생 비닐이 사용되고 있습니다 다만 여러번 재활용을 하게 되면 내구성이 떨어져 종량제 봉투처럼 무거운 하중을 견뎌야 하는 제품에는 신재 원료를 일정 비율 섞어 만들어야 하는 품질상의 한계는 있습니다 또 음식물 등 오염물질이 묻은 비닐은 세척과 선별 과정에서 막대한 비용이 발생해 경제성이 떨어지다 보니 재생 봉투의 사용이 많이 대중화 되지는 않고 있습니다 기술의 부재 보다는 물리적 강도 유지와 수거 공정 비용의 효율성 문제등 해결해야 할 문제가 있습니다
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전파신호에서 fm과 am은 어딴 장단점이 잇을까여?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.AM은 구조가 단순하고 먼 거리까지 전파가 잘 도달하는 장점이 있지만 노이즈에 매우 취약해 음질이 떨어지는 단점이 있습니다 반면 FM은 잡음에 강해 음질이 깨끗하고 안정적이지만 직진성이 강해 도달 거리기 상대적으로 짧고 장애물 영향이 큽니다 그래서 AM은 장거리 방송에 FM은 음악 고음질 방송에서 주로 사용되고 있습니다
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전기 자전거 배터리 충전할 때 변압기 조그만 거 사용해도 괜찮은가요
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.작은 변압기를 써도 되긴 하지만 용량이 충전기 소비전력보다 충분히 커야 안전합니다 전기자전거 충전기는 순간적으로 전류를 많이 먹기 때문에 용량이 작은 변압기를 쓰면 과열 소손 위험이 있습니다 그래서 충전기 정격의 최소 1.5배 2배 이상 용량의 변압기를 쓰는 게 기준이며 너무 작고 가벼운 제품은 오히려 위험할 수 있습니다
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항공기 신설된 국제기준에 따라 보조배터리는 1인당 최대 2개, 용량은 1개당 160Wh 이하로 반입이 엄격히 제한된다고 하는데요
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.160Wh는 배터리의 총 에너지량을 뜻하는 단위로 전압과 전류용량의 곱으로 계산됩니다 우리가 흔히 보는 mAh는 전류 용량이라 전압을 곱해 Wh로 바꿔야 비교가 가능하며 예를 들어 3.7V기준 10,000mAh는 약 37Wh 정도입니다 그래서 160Wh 제한은 대부분 일반 보조배터리는 통과되며 초대용량 제품만 제한된다고보면 됩니다
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