안녕하세요 김두환 전문가입니다.
전기·전자
Q. 초전도체는 도대체 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨게 됩니다.즉, 특정 온도가 극저온의 환경일 수도 있고, 상온일수도 있습니다. 현재 이슈되는 초전도체는 상온에서 초전도현상을 유지했다는 연구결과입니다. 이는 아직 신중히 검토중이며 오류일지, 아니면 정말 구현이 가능한지는 기다리고 지켜봐야합니다.과학계에서는 상온에서 초전도체를 만들어내기를 바라는 마음으로 연구를 하고 있습니다. 만약 상온에서 초전도체를 만들어내게 되면 전력손실이 0에 가깝기 때문에 굉장한 효율을 낼 수 있습니다. 이는 엄청난 혁명이라고 볼 수 있죠. 그래서 초전도체를 연구하시는 분들은 상온에서 초전도 현상을 볼 수 있는 물질을 찾고자 노력중이죠.
전기·전자
Q. 초전도체 개발 현황이 궁금합니다..
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨게 됩니다.즉, 특정 온도가 극저온의 환경일 수도 있고, 상온일수도 있습니다. 현재 이슈되는 초전도체는 상온에서 초전도현상을 유지했다는 연구결과입니다. 이는 아직 신중히 검토중이며 오류일지, 아니면 정말 구현이 가능한지는 기다리고 지켜봐야할듯합니다. 과학계에서는 상온에서 초전도체를 만들어내기를 바라는 마음으로 연구를 하고 있습니다. 만약 상온에서 초전도체를 만들어내게 되면 전력손실이 0에 가깝기 때문에 굉장한 효율을 낼 수 있습니다. 이는 엄청난 혁명이라고 볼 수 있죠. 그래서 초전도체를 연구하시는 분들은 상온에서 초전도 현상을 볼 수 있는 물질을 찾고자 노력중입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주가 빛으로 가득차지 않는 이유는?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.우주가 팽창하고 있기 때문입니다.우주 팽창으로 인해 행성, 별에서 나온 빛에 대해 적색편이 도플러 효과가(파장이 길어지는) 일어나고 있죠. 이는 행성, 별, 천체가 지구로부터 점점 멀어지고 있다는 뜻이며, 우주가 팽창한다는 증거가 될 수 있습니다.또한, 하늘에 별은 무수히 많은데 밤하늘에 별이 가득 차지 않은 이유역시 도플러 효과 때문입니다. 별에서 나온 빛이 점점 더 빠른 속력으로 후퇴하기 때문에 적색편이가 일어나게 됩니다. 그래서 가시광선의 빛이 적외선 영역대를 넘어가게 되면서 우리의 육안으로 볼 수 없는 이유입니다.
전기·전자
Q. 전자레인지 안에 금속을 넣으면 안되는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.금속과 같은 알루미늄이나 스테인리스 그릇은 도체의 성질을 가지고 있습니다. 즉, 표면에 자유전자가 분포하고 있습니다. 도체내에서 자유전자는 움직임 자유롭다고 생각하시면 됩니다. 그리고 이러한 도체(알루미늄, 스테인리스)를 전자레인지에 넣고 돌리게되면, 전자레인지에서 발생한 마이크로파가 도체의 자유전자와 상호작용합니다. 마이크로파는 빛으로 전자기파입니다. 전자기파(빛)는 전기장과 자기장의 진동인데, 이 전기장과 자기장에 의해 자유전자가 움직(전류)일 수 있죠. 즉, 도체 표면에 전류가 흐르게 됩니다. 도체의 성질에 의해 전류가 발생하면 자유전자는 가장 가장자리로 향합니다. 그래서 알루미늄의 구겨진 뾰족한 부분이나 스테인리스의 뾰족한 부분으로 자유전자가 모이며 높은 전압을 형성해 스파크(공기중으로 방전)를 만들게 되죠. 그래서 불이날 위험이있어 돌리면 위험하죠.
전기·전자
Q. 직류전기와 교류전기의 차이점 무엇인가요?
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.직류와 교류의 큰 차이는 시간에 따라 변화하냐 안하냐의 차이입니다.직류 전압, 직류 전류의 경우 시간이 지나도 일정한 양을 가지죠. 예를들어 5V건전지를 전구와 연결했을 때 전류가 1A가 흐른다면, 시간이 지나도 전압은 여전히 5V이고 전류는 1A입니다. 이게 직류입니다.교류 전압, 교류 전류의 경우 시간에 따라 계속해서 변하는 양을 가집니다. 예를 들어 220V의 60Hz의 전압을 전구에 연결하였을 때 전구의 전류가 4A의 60Hz라고 칩시다. 이때 전압은 0V에서 220V까지 증가했다가 220V에서 0으로 0에서 -220V로 -220V에서 0이 됨을 반복합니다. 반복하는 정도는 1초에 60번 반복하는것이죠. 그래서 220V의 60Hz입니다. 이때 전류도 마찬가지로 최대 4A에서 최소 -4A로 1초에 60번 반복하여 바뀌죠.보통 건전지를 사용하여 현관문 자물쇠나, 손전등을 사용하는것은 직류라고 생각하시면 되고, 콘센트에 연결하는것을 교류라고 생각하시면됩니다.직류와 교류가 나뉘는 이유는 용도에 따라 효율적이고 유용한 경우가 있기 때문이죠.