스마트폰 대기 전력 소모는 어떤 곳에서 발생하는 건가요?
안녕하세요. 충전기를 콘센트에 꽂아두면 휴대폰이 연결되지 않아도 내부 전원회로가 아주 조금씩 전기를 사용하게 돼요. 교류 전기를 직류로 바꾸는 전원공급 회로와 전압을 조절하는 부품 같은 것들이 완전히 꺼지지 않기 때문이죠. 특히 전원 변환을 담당하는 스위칭 회로가 동작하면서 미세한 전력 손실이 계속해서 발생할 수 있어요. 그래서 최근 충전기는 사용하지 않을 때는 회로의 동작을 거의 멈추게 하는 절전 기능과 저전력 대기회로를 사용하기도 하죠. 또 전원 변환 효율을 높이고 대기 상태에서 소비되는 전류 자체를 줄이는 방식으로 대기 전력을 낮추고 있어요.감사합니다.
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금속 피로 현상이 작은 힘이 반복될 때 왜 발생하나요?
안녕하세요. 금속 피로는 한 번의 힘으로 부러지는 게 아니라 작은 힘이 반복되면서 금속 내부에 미세한 손상이 쌓이는 현상을 말해요. 첨음에는 결정 내부에서 아주 작은 변형이 반복되고 특정 부분에 응력이 집중되면서 미세한 균열이 생길 수 있어요. 이 균열을 하중이 반복될 때마다 조금씩 성장하다가 어느 순간 눈에 보일 정도록 성장하게 되는 것이죠. 특히 표면의 흠집이나 가공 흔적, 용접부처럼 응력이 집중되기 쉬운 곳들이 있는데, 여기서 균열이 시작되는 경우가 많아요. 균열이 점점 커지다가 금속이 견딜 수 있는 단면적이 부족해지면 남은 부분이 한꺼번에 파괴될 수 있어요.감사합니다.
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압전소자는 어떻게 압력을 전기신호로 바꾸나요?
안녕하세요. 압전소자는 힘을 받으면 결정 내부의 전하 분포가 조금씩 변하면서 전압이 생기는 원리를 이용하는 것이에요. 특정 결정은 원래 양전하와 음전하의 중심이 서로 맞아 떨어지지 않는 구조를 가지고 있는데, 여기에 압력을 가해버리면 결정 구조가 미세하게 변형되게 돼요. 그러면 양전하와 음전하가 서로 다른 방향으로 이동하면서 결정의 양쪽에 전하가 쌓이고 전위차가 만들어져요.이것이 바로 압력을 전기 신호로 바꾸는 압전효과라고 하고, 반대로 전압을 가하면 결정이 변형되는 역압전 효과도 나타나요.감사합니다.
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유리잔이 뚝 분리되던데 왜 그런가요?
안녕하세요. 유리잔이 갑자기 깨지는 건 겉으로 보잊지 않는 작은 흠집이 있었거나 아니면 내부 응력이 쌓여 있었기 때문일 가능성이 있어 보이네요. 특히 유리의 경우는 반복해서 사용할 경우 미세하게 균열이 생길 수 있고 어느 순간 작은 충격만으로도 금이 빠르게 퍼질 수 있어요. 그리고 보통 뜨거운 물에 있던걸 차가운 물로 헹구면 열충격으로 인해 열응력이 생겼을 가능성도 있죠.설거지하면서 수세미나 싱크대에 살짝 부딪힌 정도의 충격이 균열을 시작하게 만들 수도 있어요. 유리는 금속처럼 조금씩 휘어지는 충격을 흡수하기보다는 균열이 생기면 갑자기 깨지는 특성이 있어요. 이것을 취성이라고 하죠.감사합니다.
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중국은 어떻게 급속도로 반도체부분을 성장시켰나요?
안녕하세요. 중국 반도체 산업이 빠르게 성장한 데에는 정부가 반도체를 국가 전략산업으로 보고 장기간 막대한 자금을 투입한 영향이 커요.특히 미국의 제재가 강해지면서 오히려 장비와 소재까지 직접 만들어내겠다는 자립 의지가 강해졌었고, 강력한 투자와 인재 육성도 함께 진행이 됐었죠. 처음부터 최첨단 반도체만 노리기보다는 중국은 범용 제품과 성숙된 공정에서 생산능력을 크게 키우면서 경험과 기술을 축적한 것도 중요한 부분이라고 생각해요.창신메모리 같은 기업도 이런 지원을 바탕으로 D램 생산을 확대하면서 현재 글로벌 시장에서 무시하기 어려운 수준까지 올라와 있어요.감사합니다.
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LED는 어떻게 전기를 직접 빛으로 바꾸나요?
안녕하세요. LED는 전기를 받아서 필라멘트를 뜨겁게 만드는 기존의 조명 방식이 아닌 반도체 안에서 전자의 움직임을 이용해 빛을 만드는 원리가 사용되요.LED에는 주로 P형 반도체와 N형 반도체가 붙어 있는데, 이걸 PN 접합이라고 부르고, 여기서 전류가 흐르면 전자와 정공이 서로 만나면서 에너지를 내놓게 돼요. 이때 나온 에너지가 빛의 형태로 방출되는 것이 LED가 빛나는 기본 원리죠. 어떤 반도체 재료를 사용하느냐에 따라 나오는 빛의 색도 달라져요. 에너지 차이가 크면 파장이 짧은 빛이 나오기도 하죠. 감사합니다.
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인쇄회로기판(PCB)은 어떻게 복잡한 회로를 얇은 기판 위에 구현하나요?
안녕하세요. PCB는 얇은 기판 위에 구리로 된 회로 패턴을 아주 정밀하게 만들어서 부품들을 연결하는 방식이에요. 절연체인 기판에 구리층을 붙이고 회로가 필요한 부분만 남기도록 하는 공정을 진행해서 배선을 만들고, 기판이 여러 층으로 만들어 지는 경우에는 각 층마다 다른 회로를 넣고 미세한 구먼인 비아를 통해 층과 층을 연결하죠. 그 위에 부품을 올린 뒤 납땜을 하게되면, 저항이나 반도체 같은 부품의 단자가 PCB의 구리 패턴과 연결되게 되는 것이에요.겉으로 그냥 보면 얇은 초록색 판 하나처럼 보이는데, 내부에는 여러 층의 배선들이 촘촘하게 들어가 있는 것이죠.감사합니다.
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사이트마다 로그인 비밀번호를 서로 다르게 설정하고 주기적으로 변경해 주는 것이 보안상 왜 꼭 필요할까요? 누가 해킹한다고 하는데 맞나요?
안녕하세요. 사이트마다 비밀번호를 다르게 쓰는 가장 큰 이유는 한 곳에서 비밀번호가 유출되면 다른 계정까지 같이 털리는 걸 막기 위해서 겠죠.쇼핑몰에서 비밀번호가 유출됐는데 다른 사이트에서도 같은 비밀번호를 쓰고 있다면 해커가 그대로 다른 계정에도 로그인을 시도해서 문제를 발생 시킬 것이기 때문에 모든 사이트에서 같은 비밀번호를 사용하는 것보다는 사이트마다 다르게 만드는 것이 훨씬 안전하다고 보는 것이에요.그리고 가능하면 긴 비밀번호를 사용하시고 중요한 계정들은 이중 인증까지 설정해두신다면 보안이 훨씬 좋아지실 꺼에요.
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이온 트랩 방식 양자컴퓨터는 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 이온 트랩 방식은 전하를 띤 원자를 전기장으로 공중에 가둬서 양자컴퓨터의 큐비트로 이용하는 방식이에요.갇혀 있는 이온의 에너지 상태를 레이저로 정밀하게 조절하면서 0과 1의 양자상태를 만들고 연산을 수행하게 되죠. 특히 이온끼리의 상호작용을 이용해 큐비트 사이의 연산을 할 수 있다는 점이 중요한 특징이에요. 초전도 방식처럼 극저온 냉각이 필요한 구조와는 다르고, 이온의 상태를 매우 정밀하게 제어할 수 있다고 해요.감사합니다.
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태양광의 잉여 전력은 축전지에 저장하면 그 크기나 부피가 상당할 것 같은 데 어떤방법으로 저장하여 필요한 곳에 보내는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요. 태양광에서 남는 전기를 전부 가정용 축전지에 저장하는 방식만 있는 것은 아니에요.가정에서는 보통은 리튬이온 계열의 ESS에 저장했다가 밤이나 발전량이 부족할 때 다시 사용하는 방식들이 많이 쓰이고 있어요. 저장할 양이 많아진다면 배터리의 크기도 그만큼 커지기 때문에 대규모 태양광 발전소에서는 여러 개의 대형 ESS를 사용하기도 한다고 해요.또 남는 전력을 전력망으로 보내 다른 곳에서 사용하도록 하는 방법들도 있어서 모든 잉여 전력을 배터리에 담을 필요는 없어요.감사합니다.
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