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발전기에는 유도발전기와 동기발전기의 특징은 무엇인지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.교류 발전기를 동기 발전기리고 부르는 것입니다.즉, 동기 발전기는 일정한 속도로 운전됨으로써 정해진 주파수의 교류 전력을 발생시킵니다.코일 위에서 자석을 위, 아래로 흔들거나 자석을 회전시키면, 전자기 유도 현상에 의해 코일은이 자석의 운동을 방해하려는 방향으로 자기장을 발생시키기 위한 유도 기전력을 발생시키게 되는데,이러한 원리를 이용한 것이 바로 발전기 입니다.그래서 교류 발전기는 코일로 이루어진 고정자 안에서 자석이 회전함으로써 발전을 하게 되는데,출력이 큰 교류 발전기는 아래의 그림과 같이 자석 대신에 전자석이 회전하는 구조로 돼 있습니다.그리고 이 전자석의 구조를 보면, 솔레노이드 코일의 앞, 뒤로 이빨 형상을 하고 있는 자극이 붙어 있어서N극, S극이 교대로 위치하도록 되어 있고, 이것이 회전하게 되면 주변의 고정자 코일로부터 기전력이발생하며 발전이 이루어지게 되는 것입니다.이러한 대용량 발전기는 전자석에 전류를 공급해 줘야 발전할 수 있으므로, 처음엔 직류 전원으로 전류를공급해 발전을 시작하고 고정자로부터 전력이 생산되면, 그때부터는 자체 발전 전력을 이용해 전자석을동작시킴으로써 외부 전원의 도움 없이 자체적으로 동작하게 됩니다..일반적인 화력,원자력,수력,조력,파력 ,풍력 발전기가 모두 전자기 유도형 동기 발전기 입니다.[ 태양광 발전만 예외]기본개념은 정해진 자기장의 세기와방향[자기장벡터값] 과 자유전자(구리선내부에 엄청 많죠~)의 움직임속도 V[벡터값 ]의 벡터 외적으로 기전력이 발생 합니다. 벡터외적은 플래밍의 오른손 법칙으로 설명 되어 지기도 합니다.즉 자기장의 세기 방향 과 전선의 움직이는 방향 모두에 수직인 방향으로 기전력이 생김.기전력 E = 자기력B x 구리선의 속도 V x 두 벡터의 sin(각도) 로 그 크기가 결정되며 방향은 플래밍의 오른손 법칙으로 해석 됩니다.기본 이론 입니다. 자기장 내부에서 움직이는 도선에는 기전력(전압)이 발생 합니다. 보통은 회전하는 회전자에 일정한 자기장을 발생 시키고 이자기장발생 회전자를 돌리고 주변에 구리선으로 잘 배치 해두면 이 구리선에 전압이 생기는 형태로 발전을 합니다. 자기장움직임에 구리선을 주변에 고정 => 실제 대부분의 전자기 유도 발전기 자기장을 외부에 고정 배치하고 내부에 구리 코일을 배치해서 발전도 가능합니다.하며튼 자기장과 구리선이 서로 상대 속도를 일으키면 발전됩니다.
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23.04.30
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자동차에 설치된 발전기는 무슨 발전기인지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.밸트의 의해 크랭크 샤프트풀리와 연결되어 회전하며스타트모터와 반대의 회전력으로전기를 만들어지며고속회전하며 전압이높은 전력을 만들어 내지만 전압조정기가 내장되어 있습니다
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전기·전자
23.04.30
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전자파는 집안에서 계속 축적되는지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.결론적으로 말씀드리면 아무런 문제가 없습니다. 전자파라는 것은 밥을 데워서 밥속에 축적될 수 있는 그런 성질의 것이 아닙니다. 빛과 같은 속도로 1초에 30만킬로미터나 나아가 버리지요. 즉 밥할때 이미 다 없어져 버린 것입니다. 혹시 정말로 밥속에 전자파를 가둘 수 있다면... 제가 논문을 써보고 싶군요 ^^ 글을 읽고 많이 웃었습니다만, 걱정하시는 주부님의 모습이 떠올라서 한마디 적고 갑니다. 아무런 문제가 없으니 알뜰하게 살림 잘하시길 바랍니다. 화이팅~
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전기·전자
23.04.30
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야구공의 실밥에 과학의 원리가 있나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.야구에서 야구공처럼 과소평가받는 것은 없다.2000시즌 초 미국과 한국에서 홈런이 쏟아져나오자 팬들이 야구공이 조작된 것이 아니냐며 잠시 관심을 가졌을 뿐이다.도대체 야구공이란 무엇일까.만국공통인 야구규칙 1.09에서는 야구공을 "공은 코르크, 고무 또는 이와 비슷한 재료로 만든 심에 실을 감고, 흰색의 말가죽 또는 쇠가죽 두쪽으로 이를 싸서 단단하게 만든다. 중량은 141.7g-148.8g(5온스 - 5¼온스), 둘레는 22.9cm - 23.5cm(9인치 - 9¼인치)로 한다"고 규정하고 있다.또한 메이저리그의 공인구를 제작하는 롤링사에서는 내부적으로"110m(121야드)길이의 청회색 면실과 41m(45야드)길이의 흰색 면실, 137m(150야드)길이의 가는 면실로 코르크를 둘러쌓은 다음 고무로 밀봉하고 두장의 소가죽을 손으로 216번 꿰멘다"고 제작 방법을 정해놓았다.이것은 제작 방법이고... 본격적으로 야구공에 대해 공부해보자. 야구공의 생명 - 실밥골프공과 야구공의 공통점은?작은 골프공과 주먹만한 야구공에서 공통점을 찾느니 차라리 박세리와 TTL 소녀에게서 공통점을 찾는 것이 용이할 것이다.골프공과 야구공의 유일한 공통점은 표면이 매끄럽지 않다는 것이다.(색깔? 오렌지색 골프공도 있자나...)골프공에는 딤플이라고 불리우는 패인 구덩이가 있고 야구공에는 실밥이 솟아나와있다.그렇다면 왜 골프공과 야구공의 표면은 매끄럽게 만들어지지 않았을까?골프공의 딤플은 공의 비거리를 높이기 위해서 유체역학자들이 개발해낸 것이다.(물론 야구공에 실밥이 솟아나와 있는 이유는 가죽을 꿰메기 위해서...)표면이 매끄러워야 공기의 저항이 적고 멀리날아갈 수 있는 거자나?정답은 '아니다'이다.물체의 속도에따라 표면이 거칠수록 공기의 저항이 적어지기도하고 늘어나기도 한다.물체의 시속이 220km가 넘어서는 경우 표면이 매끄러워야 공기의 저항이 적어진다.고속으로 질주하는 F1머신이나 로케트의 표면이 매끄러운 이유도 이런 이유에서다.그러나 그 이하의 속도에서는 표면이 거칠수록 공기의 저항이 적다.(탁구공을 힘껏 던져봐라. 얼마나 멀리 나갈까? 접착제를 바른 탁구공에 모래를 뿌린다음 힘껏 던져봐라. 그냥 탁구공보다 멀리 나가지...)야구경기에서 야구공이 시속 160km이상으로 날라가는 경우는 거의 없다.결국 야구공의 실밥은 비거리를 향상시키는 '딤플'과도 같은 역할을 한다는 이야기다.만약 실밥이 없으면 120m짜리 대형홈런은 90m짜리 플라이공으로 바뀔 정도다.또한 시속 150km짜리 강속구도 실밥이 없다면 평범한 직구로 바뀔 것이다.한국 투수들이 가끔 국제대회에서 야구공이 다르다고 짜증을 내는 경우가 있는데...이것은 바로 실밥의 높이가 다르기 때문이다.실밥의 높이가 1mm만 높거나 낮아도 그립이 불편해지고... 변화구의 각도도 달라진다.물론 야구공은 수작업으로 제작되기 때문에 모두다 조금씩 무게와 실밥의 높이가 다르다.앞으로 야구를 볼때 투수들이 새공을 요구하는 장면이 나오면 "실밥에 문제가 있나보군..." 이라고 아는척을 하는 것도 괜찮을 듯 싶다.
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지구과학·천문우주
23.04.29
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유채꽃과 갓꽃의 구분은 어떻게 하는지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.꽃을 보고 이건 유채꽃이다. 아니다 갓꽃이다. 하면서 구별하기에는 불가능하다고 할 정도로 힘들다. 이리저리 뜯어봐도 정말 똑같이 생겼다. 식물의 전체 높이도 비슷하다. 가장 쉬운 구별법이 있다. 그것은 바로 잎자루이다. 아래 사진 중 첫 번째는 갓꽃의 잎자루이다. 본 줄기에서 잎이 자연스럽게 나고 있다. 두 번째 사진은 유채꽃이다. 자세히 보면 잎자루가 줄기를 감싸고 있는 듯한 모양이다. 이렇게 보면 "아하" 하고 바로 구별이 가능하다. 꽃으로 구별하려면 정말 힘들다.▼갓꽃의 잎자루이다.갓꽃의 잎자루▼유채꽃 잎자루다.유채꽃의 잎자루
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생물·생명
23.04.29
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슬링키스프링의 과학적 원리가 뭔가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.용수철 저울의 원리는 그냥 단순합니다 용수철은 힘을주면 늘어나거나 줄어듭니다 그리고 용수철이 주는 힘은 늘어난 길이에 비례하는데 이 용수철이 주는 힘과 우리가 주는 힘이 같을 떄 용수철은 그 상태에서 멈추게 됩니다 그러니까 힘을주면 무한히 늘어나는게 아니라 어느 정도만 늘어난다음 멈추는것이지요 이런 용수철의 원리를 이용하는것이 용수철 저울의 원리인데 어떤 물체를 용수철에 달게되면 그 물체의 무게만큼이 용수철에 힘을 작용하게됩니다 그 힘과 용수철이 주는 힘이 평형을 이룰떄까지 용수철이 늘어나다가 멈추는데 그 멈출떄의 용수철이 원래상태에서 늘어난 길이를 측정하여 그 물체의 무게를 알수있는것이지요.
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물리
23.04.29
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우주에서의 시간은 지구에서의 시간과 다른가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.우주가 지구보다 시간이 느린 것이 아닙니다.그런데 왜 그런 현상이 일어났냐고요?이세상 이우주 모든 공간에서 적용되는 법칙 중 한가지가 있습니다.속도가 빠르게 움직이는 물체는 그 시간이 상대적으로 느리게 간다 라는 의미의 아인슈타인 상대성 이론이 있죠.예를들어, 쌍둥이중 한명은 지구에 있고 다른 똑같이 생긴 쌍둥이 한명은 빛의 속도에 조금 못미치는 엄청 빠른 우주선을 타고 우주로 나갔을때. 지구에서의 시간은 그대로 간다면 우주선 쌍둥이의 시간은 상대적으로 천천히 흘러갑니다.속도가 빠르게움직였던 쌍둥이가 다시 지구에 돌아왔을때 엄청 늙어있는 친구쌍둥이를 볼 수 있습니다.하지만 아직 우리 인간의 수준으론 시간의 속도를 조절할 수 있을 정도 비행속도를 만들어 내지 못했습니다.영화에서만 가능합니다 아직은.물리학 이론상 그런 것이 증명이 되었기 때문에 영화에 그렇게 나온겁니다.아.. 영화에서 그 사람들이 왜 시간이 느리게 갔냐면요임무를 수행하러 간 행성의 움직이는 속도가 굉장히 빨라서 그랬던 겁니다.
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지구과학·천문우주
23.04.29
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지구의 내부는 어떻게 생겼고 무엇으로 이루어졌나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.보시는 바와 같이 (바깥부터) 지각 맨들 외핵 내핵 으로 이루이져있습니다. 지구내부도 엄청 깊죠........우리는 이 둘레 에서만사는거구요, 하지만 서프라이즈에서도 나왓듯이. 현재 지구 내부에는 또다른, 즉 제2의 지구가 있다는 이론이 말표 되고 있습니다.지구내부에는 제2의 지구가 존제한다는것이 연구 이론으로 발표된이유는 경험자들의 증언 때문이라고하지요. 영화 "잃어버린 세계를 찾아서" 를 보셧으면 알시겟지만. 지구내부는 이영화속과 같이 식물도존제하고 옛날에 있었던 공룡, 새들 등도 있을거라고 세계는 예상하고 있습니다.저는 있을거라 생각되구용 있었으면 좋겠습니다 해햇 어지까지나 있었으면 하는것은 제 공상이니까요.
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지구과학·천문우주
23.04.29
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생물의 진화에 대해 어떻게 이해할 수 있나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.생물의 진화론은 과학사상의 중요한 이론 중 하나이며, 생물의 다양성과 복잡성을 설명하는 데 중요한 역할을 합니다. 이론의 핵심 내용은 모든 생물 종은 공통 조상에서부터 진화하여 현재의 모습을 갖게 된다는 것입니다.최근 몇십 년 동안, 생물의 진화론에 대한 연구와 이론은 계속해서 발전해왔습니다. 예를 들어, 유전자의 역할이나 환경과 상호작용이 진화에 미치는 영향 등에 대한 이해가 발전하면서, 진화론의 이론과 모델들도 수정되고 발전하고 있습니다.또한, 최근에는 분자생물학의 발전으로 인해, 생물의 진화에 대한 연구에서는 유전자와 단백질 수준에서의 변화를 중요시하는 경향이 있습니다. 이로 인해 생물체의 형태, 구조, 기능 등에 대한 변화를 설명하는 데 있어서, 유전자 변화와 단백질의 작용 등이 중요한 역할을 한다는 것이 제안되고 있습니다.또한, 최근에는 다양한 지구 환경의 변화가 생물 진화에 미치는 영향 등에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는, 생물체의 생존과 번식 전략이 진화적으로 조정되는 과정에서 환경 변화의 역할을 강조합니다.따라서, 생물의 진화론은 계속해서 발전하고 있으며, 이론의 핵심 내용은 여전히 유효하지만, 세부적인 내용들은 지속적인 연구와 검토를 통해 수정 및 보완될 수 있다는 점을 인식하는 것이 중요합니다.
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생물·생명
23.04.29
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물은 왜 중요한가요? 어떻게 생명체에게 도움을 주나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.물의 중요성물은 우리 인류에 대략 육지면적에 2.5배나 있지만 그것은 전부 바다일 뿐이다.인달 물이 어디에 사용되는지 알아보죠,물은 일단 식물에 필요한 수분, 양분을 공급하면서도 식물의 생장을 도와 줍니다.하지만 물이 없다면 식물은 매말라 죽을 것이죠. 물이 없다면, 우리는 모든 음식을 먹을수도 없습니다. 아프리카 난민촌같은 곳에서 굶주림에 시달리고 죽는 이유는물이 부족하기 때문입니다. 물이 부족하기에 식수가 없어서 말라 죽고, 온갖식물은매말라 비틀어지죠, 그렇기에 먹을 식량이 부족해져서 굶어 죽습니다.사하라 사막 같은대서 식물이 안나는 이유는 물이 부족하기에 수분을 얻을 만한 곳이 없어 식물이 못자라는 거죠.우리나라도 물부족 국가인데, 솔직히 말해서 우리나라에 강이 많다고 물을 아끼지않고 쓰는데 그건 큰 오산입니다. 아무리 산과 강이 많다고 해도 물이 깨끗하고 정화되 물이어야사용이 가능한데 물이 오염되있으면 그 오염된 물을 마시면 식중독 각종 바이러스를 유발할수 있어서 몸에 크게 해로웁니다. 요즘 아파트 하수구 패수등이 하천으로 불법 유입이 되는데 그 물이 바로 우리에게로 다시 돌아오는 것이고 그걸 마시는 우리는 병을 얻게 되면서 물은 점점 부족해 지죠, 이정도면 충분할지 모르겟지만 도움이 되셨기를,,,
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생물·생명
23.04.29
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