안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
전기·전자
Q. 구형파는 단위 계단 함수 처럼 직사각형으로 구성되어 있던데, 왜 구형파라고 부르나요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.구형파는 이름 때문에 구형(球形)과 연관이 있을 것 같지만 실제로는 그렇지 않습니다. 구형파는 신호의 파형이 직사각형으로 나타나는 파형을 의미하며, 시간에 따라 주기적으로 높고 낮은 값으로 변하는 특성을 가집니다. 주어진 주파수에서 일정한 주기를 가지고 높은 값과 낮은 값을 번갈아 가며 유지하기 때문에 그래프 상에서 직사각형 형태로 보입니다. 하지만 왜 "구형파"라고 부르는지에 대한 이유는 주파수가 낮을 때 이상적인 직사각형에 가깝지만, 주파수가 높아지면 고조파 성분의 영향을 받아 부드럽게 둥근 모양처럼 변하는 특성이 있기 때문입니다. 특히 이상적인 구형파는 무한한 고조파 성분을 포함하는데, 현실에서는 대역폭이 제한되므로 고주파 성분이 점차 약해지면서 둥근 형태로 왜곡될 수 있습니다. 이런 이유로 구형파라는 명칭이 붙었으며, 신호 처리 및 전자 회로에서 중요한 역할을 합니다.
전기·전자
Q. 핸드폰에서도 전자파가 발생하나요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.휴대폰에서도 전자파가 발생합니다. 전자파는 전기가 흐르는 모든 전자기기에서 방출되며, 휴대폰도 배터리를 사용해 전력을 공급받기 때문에 예외가 아닙니다. 특히 통신을 위해 기지국과 전파를 주고받는 과정에서 전자파가 발생하며, 신호가 약할수록 더 강한 전파를 방출하게 됩니다. 또한, 휴대폰에서 발생하는 전자파는 비전리 방사선으로 분류되며, 이는 X선이나 감마선처럼 DNA를 직접적으로 손상시키지는 않지만 장기간 노출에 대한 연구가 계속되고 있습니다. 세계보건기구(WHO)와 국제암연구소(IARC)는 휴대폰 전자파를 잠재적 발암물질(2B군)로 분류하며, 전자파 노출을 줄이기 위해 이어폰 사용, 통화 시간 단축, 약한 신호 환경에서의 사용 자제 등을 권장합니다. 따라서 휴대폰도 전자파를 방출하며, 이를 최소화하는 사용 습관이 필요합니다.
전기·전자
Q. 2차전지에 스크래치가 나면 자연발화하여 화재가 발생할 수 있나요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.2차전지에 스크래치가 나면 내부 단락(쇼트)이 발생할 가능성이 있으며, 이로 인해 자연발화로 이어질 수 있습니다. 2차전지는 양극, 음극, 분리막, 전해질로 구성되며, 스크래치로 인해 분리막이 손상되면 양극과 음극이 직접 접촉하면서 내부 단락이 발생합니다. 내부 단락이 발생하면 급격한 발열과 함께 전해질이 분해되면서 가스가 발생하고, 일정 온도 이상으로 상승하면 열폭주 현상이 일어나며 자연발화로 이어질 수 있습니다. 특히 폐기된 2차전지는 외부 충격이나 스크래치, 누액 등의 요인으로 열적 불안정성이 증가하여 화재 위험이 높아집니다. 폐기물 창고에서 전소된 것은 내부 단락으로 인한 열폭주가 연쇄적으로 진행되면서 주변의 다른 배터리까지 발화했을 가능성이 큽니다. 따라서 2차전지는 보관 및 취급 시 스크래치를 방지하고, 폐기 시에도 안전하게 절연 처리하는 것이 필수적입니다.
전기·전자
Q. 전기회로에서 능동소자와 수동소자의 차이는 무엇이 있나요? 이론수업을 통해서 들은 내용인데 이러한 개념의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.능동소자와 수동소자는 전기회로에서 에너지를 어떻게 처리하는지에 따라 구분됩니다. 능동소자는 외부 전원을 통해 신호를 증폭하거나 조절할 수 있는 소자로, 대표적으로 트랜지스터, 연산 증폭기, 다이오드 등이 있습니다. 이들은 신호를 조작하거나 변환하는 역할을 하며, 전력 이득을 가질 수 있습니다. 반면 수동소자는 전력 증폭 없이 전기 신호를 저장하거나 소비하는 역할을 하며, 저항, 코일(인덕터), 커패시터(콘덴서) 등이 포함됩니다. 이들은 외부에서 에너지를 공급받지 않으며 단순히 신호를 변형하거나 보조하는 역할을 합니다. 쉽게 구분하는 방법은 소자가 자체적으로 전력을 공급하거나 증폭할 수 있는지 여부입니다. 능동소자는 외부 전원의 영향을 받아 동작하며 신호의 형태를 바꾸거나 증폭할 수 있지만, 수동소자는 입력 신호를 그대로 전달하거나 감소시키는 역할만 합니다.
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Q. 과충전이 되는경우는 어떤경우인가요?
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.과충전은 배터리가 완전히 충전된 상태에서도 계속해서 전류가 공급될 때 발생하며, 이로 인해 배터리 내부의 화학 반응이 불안정해지고 가스가 발생하면서 부풀어 오를 수 있습니다. 주로 보호회로가 고장 났거나, 저품질 충전기를 사용할 때 발생할 가능성이 높습니다. 또한, 충전 중 과열이 발생하거나 고온 환경에서 장시간 충전할 경우 내부 전해질이 분해되면서 배터리가 팽창할 수 있습니다. 리튬이온 배터리는 자체적으로 보호회로가 있지만, 장시간 방치하거나 과부하가 걸리는 환경에서는 과충전 위험이 커지므로 적절한 충전 관리가 필요합니다.