물의 표면장력을 이용한 사례로는 무엇이 있나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.물의 표면장력은 물 분자끼리 서로 끌어당기는 힘 때문에 물 표면이 가능한 한 면적을 줄이려는 현상이며 이를 이용한 기술이 실제로 있습니다 대표적으로 종이 천의 모세관 현상은 표면장력과 물질과의 젖음성을 이용해 물을 이동시키며 의료용 진단키트에서도 활용됩니다 또 미세유체칩은 표면장력과 모세관력을 이용해 펌프 없이 소량의 액체를 이동 제어합니다 이밖에도 미세로봇에서는 표면장력을 이용해 작은 부품을 집거나 정렬하고 밀봉하는 기술도 연구 활용되고 있습니다
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원자의 진동을 이용한 전기발전은 안될까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.원자의 진동이나 전이 주파수가 매우 높아고 해서 그 자체로 전기가 계속 만들어지는 것은 아닙니다 전기를 발전하려면 진동이나 에너지의 일부를 전자의 흐름처럼 외부 회로에서 꺼내 쓸 수 있는 형태로 변화해야 합니다 실제로 압전소자나 열전소자는 원자 수준의 진동과 에너지 변화를 이용해 전압을 만들어내지만 원자의 진동만으로 무한히 에너지를 얻을 수는 없습니다 특히 원자시계의 진동은 시간 측정에 이용되는 매우 안정적인 에너지 준위의 전이일 뿐 주파수가 높다는 것과 발전에 사용할 수 있는 에너지가 크다는 것은 별개문제입니다
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휴대전화 음성 인식 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.휴대전화의 음성 인식을 먼저 마이크가 사람의 목소리를 전기신호로 바꾸고 이를 디지털 데이터로 변환하는 것에서 시작합니다 이후 인공지능이 음성의 주파수와 시간에 따른 특징을 분석해 어떤 음소와 단어가 발음되었는지 추정합니다 이렇게 분석한 결과를 언어모델이 문맥과 비교해 가장 자연스러운 문장으로 만들어 화면에 표시합니다 최근에는 딥러닝 기술이 발전하면서 주변 소음이 있거나 발음이 조금 달라도 높은 정확도로 음성을 문자로 변환할 수 있습니다
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과학공부하다가 궁금하건데 원자는 어떻게 전자를 얻거나 잃는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.원자는 다른 원자와 화학 경합을 하거나 빛 열 전기 등의 에너지를 받는 과정에서 전자를 얻거나 잃을 수 있습니다 전자를 잃으면 양전하를 띠는 양이온 전자를 얻으면 음전하를 띠는 음이온이 됩니다 특히 원자들은 가장 바깥쪽 전자껍질을 안정적인 상태로 만들기 위해 전자를 주고받거나 공유하려는 성질이 있습니다 예를 들어 나트륨은 전자 1개를 잃어 Na⁺가 되고, 염소는 그 전자를 얻어 Cl⁻가 되어 서로 이온 결합을 형성합니다
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'전기설비기술기준의 판단기준' 폐지?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기설비기술기준의 판단기준은 기존의 세부적인 시설방법 중심 기준에서 벗어나 국제 표준과 신기술을 반영하기 위해 2023년에 폐지가 되었습니다 이를 대신해 현재 전기설비의 구체적인 시설 안전 기준으로 적용되는 것이 한국전기설비규정이며 국제표준과의 부합화도 추진되었습니다 다만 기존 설비나 일정 시점 이전에 인허가 신고된 공사는 경과조치에 따라 종전 기준을 적용할 수 있으므로 모든 설비에 KEC가 일률적으로 소급 적용되는 것은 아닙니다
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전기다리미와 전기장판은 어떤 과학적 원리로 작동되는지요
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.전기다리미와 전기 장판은 모두 전기가 저항을 가진 물질을 통과할 때 전기에너지가 열에너지로 바뀌는 줄열 원리를 이용합니다 전기다리미는 내부의 발열체가 높은 온도로 가열되고 그 열이 바닥판으로 전달되어 옷의 섬유를 부드럽게 만들어 주름을 펴줍니다 전기장판은 전선 형태의 발열체에 전류를 흘려 적당한 열을 방생시키고 장판 전체로 열을 퍼뜨려 따뜻하게 합니다 두 제품 모두온도 센서와 조절장치를 이용해 설정한 온도를 유지하고 과열을 방지합니다
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고체 초전도체라고 하는데 도대체 무엇인가요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.고체 초전도체는 특별히 상온에서 작동하는 초전도체를 뜻하는 것이 아니라 고체 상태의 물질에서 초전도 현상이 나타나는 재료를 의미합니다 초전도체는 고체이며 일정한 임계온도 이하에서 전기저항이 0이 되고 자기장을 밀어내는 현상이 나타납니다 그래서 고체라는 말만으로 상온 초전도체라는 의미는 아니며 현재 상온 상압에서 안정적으로 초전도성을 나타내는 물질은 아직 확립되지 않았습니다 상온 초전도체가 실용화된다면 냉각 비용을 크게 줄일 수 잇어 전력 전자기기 분야에 큰 변화를 가져올 수 있습니다
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무선충전기는 왜 충전 거리가 짧은건가요??
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.무선충전은 주로 충전기 코일에서 만들어진 변화하는 자기장이 스마트폰의 코일에 유도전류를 만들어 전력을 전달하는 방식이라 두 코일 사이의 거리가 멀어질수록 결합이 급격히 약해집니다 거리가 멀어지면 같은 전력을 보내기 위해 더 강한 자기장이나 높은 전력을 사용해야 해 효율이 떨어지고 발열과 전자파 문제도 커질 수 있습니다 또한 코일의 위치가 어긋나도 전력 전달 효율이 크게 감소합니다 그래서 현재의 일반적인 무선충전은 코일에 가까이 맞대는 방식이 가장 효율적이며 정거리 무선전력 기술은 효율과 안전성 때문에 제한적으로 사용됩니다
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USB에 데이터를 넣으면 체감은 안되지만 미세하게 무게가 증가할까요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.USB에 데이터를 저장한다고 해서 전자가 새로 들어가 데이터의 0과 1을 직접 표시하는 것은 아닙니다 플래시 메모리 내부의 부유 게이트나 전하 저장층에 전자를 가두거나 빼내어 트랜지스터의 전기적 특성을 변화시키는 방식입니다 그래서 저장 상태에 따라 USB 내부 전하의 양이 아주 조금 달라질수 있지만 그 질량 변화는 극도로 작아 일반적인 저울로는 측정하기 어렵습니다 오히려 데이터 저장 과정에서 발생하는 전력 소비와 열 그리고 USB에 연결된 회로의 전하 상태 변화가 더 현실적인 물리적 변화입니다
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도자기는 왜 흙을 구우면 단단하고 방수성 있는 재질로 변하나요?
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.도자기 흙에는 점토 광물과 석영 장석 등이 들어 있는데 고온에서 가열하면 물이 빠지고 점토 광물의 결정 구조가 분해 재배열됩니다 이후 장석 등이 녹으면서 유리질 물질이 생겨 입자 사이를 채우고 서로 단단하게 결합하는 소결 유리화가 일어납니다 이 과정에서 기공이 줄어들어 흙보다 훨씬 단단해지고 물이 잘 스며들어 않는 성질을 갖게 됩니다 다만 곱는 온도가 원료가 따라 유리화 정도가 달라져 도자기의 강도와 흡수율도 달라집니다
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