안녕하세요. 박두현 전문가입니다.
Q. 전기레인지와 가스레인지의 에너지 효율성 차이에 관하여 궁금합니다.
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.전기레인지의 경우 전기에너지가 자기장을 통해서 직접 냄비에 가열하므로 열 손실이 적습니다 냄비 바닥에 열을 직접전달 하므로 대부분의 에너지가 요리에 사용됩니다 그리고 바람등의 외부 환경요인에 의한 에너지 손실이 거의 없어요 특징으로는 냄비의 재질에 따라서 효율이 좌우됩니다 예열시간이 짧고 빠른 가열속도로 효율적인요리가 가능해요 가스레인지의 경우 화석연료를 연소시켜 열을 생성하며 생성된 열의 일부는 공기중으로 방출됩니다 불꽃이 냄비의 바닥을 직접가열하지만 열이 주변공기로 쉽게 분산됩니다 그리고 바람이나 주위 환경에 따라서 열 손실이 커질 수 있어요 특징으로는 모든종류의 냄비와 호환이 가능하고 즉각적인 화력 조절이 가능하기는 하지만 전체적인 에너지효율은 낮은 편입니다
Q. 반도체의 밴드갭과 전도성 관련하여 질문드립니다.
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.밴드갭크기에 따라서 영향을 미칠 수가 있습ㄴ디ㅏ 일단 좁은 밴드갭은 전자가 전도대로 이동하기 쉽습니다 낮은 에너지로 전류를흐르게 할 수 있어 일반적인 전자기기에 적합합니다 그리고 넓은 밴드갭은 전자가 전도대로 이동하기 어려우며 더 높은 에너지가 필요합니다 하지만 고온,고전압,고주파 환경에서도 안정적으로 작동하고 주료 전력 전자 ,레이저,LED등에 사용됩니다 밴드갭을 조절하는 방법으로는 도핑이 있습니다 반도체에 불순물을 첨가하여 전기적 특성을 변화시킵니다 도핑 자체는 밴드갭의 크기를 크게 바꾸지는 않지만 전류를 흐르게 하는 캐리어 농도를 조절합니다 그리고 합금 반도체도 있는데 서로 다른 밴드갭을 가진 물질을 혼합하여 새로운 밴드갭을 생성합니다
Q. 전력전자에서의 효율성 문제 관련하여 질문드립니다.
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.전력전자장치에서 효율성을 높이는 기술은 에너지 절약과 성능 향상에 큰 기여를 하지만 이러한 기술발전으로 인해문제가 발생할 수 있습니다 먼저 고효유 전력 장치는 고주파 스위칭을 사용하여 손실을 줄이는 경우가 많습니다 하지만 고주파 스위칭은 전자기 간섭을 유발하여 다른 전자 장치의 작동에 문제를 일으킬 수 있습니다 이를 해결하기 위해 필터,실드.그리고 적절한 회로 설계가 필요하고 비용과 복잡성이 증가할 수 있습니다 또 효율이 높아지더라도 전력전자장치는 여전히 일정량의 열을 발생시킵니다 고밀도 설계로 인해 열이 집중되면서 냉각 설계가 더 까다로워질 수 있습니다 적절한 방열판,액체냉각시스템, 혹은 새로운 냉각 소재가 필요하며 이는 설계 비용을 높입니다 그리고 기존 전력 시스템과의 호환성 문제가 발생할 수 있습니다 고효율 장치는 종종 더 정밀한 전력 요구 사항이 있으므로 기존 시스템에 통합할 때 예상치 못한 문제가 발생할 수도 있습니다
Q. 배터리 수명을 높이기 위해서는 완전히 충전 하고 완전히 방전 시켜서 사용하는 것이 좋다고 하는데 진짠가요
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.리튬이온 배터리는 충전사이클이 수백번이루어지면서 성능이저하됩니다 이때 배터리가 완전히 방전되거나 100%까지 충전되면 배터리의 수명이더 빨리 줄어들 수 있습니다 배터리를 50%에서 80%사이로 자주 유지하는 것이 배터리 수명에 가장 좋습니다 즉 완전충전과 완전방전을 피하는 것이 좋습니다 대부분의 전문가들은 배터리가 20%정도 남았을 때 충전하는 것을 권장하니다 따라서 배터리를 완전히 충전하고 완전히 방전시키는 것이 배터리수명을 늘리는 데 도움이 되지 않습니다 오히려 부분충전을 자주하는 것이 리튬이온 배터리의 수명을 늘리는데 더 좋습니다
Q. 송전선로의 중성점 접지 방식 중 직접 접지 방식의 장점 중에 변압기의 단절연이 가능하다고 하는데, 단절연이 무엇이며, 왜 단절연이 가능한지요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.단절연은 전기적 연결없이 전기적 절연상태를 의미합니다 즉 전기적 접촉이나 경로가 차단된 상태로 전류가 흐르지 않도록 절연된 상태이니다 변압기의 단절연이 가능하다는 것은 변압기 2차측의 한 전원이 전기저으로 분리되어 절연될 수 있음을 의미합니다 즉 변압기 2차측의 중성점이 전기적으로 접지되지 않고 절연된상태로 유지될 수 있다는 것입니다 단절연이 가능한 이유는 직접접지방식은 송전선로의 중성점을 직접 지면에 접지하는 방식입니다 중성점을접지하는 이유는 안전성을높이고 시스템의 안정성을 유지하기 위해서입니다 직접접지 방식에서 변압기 1차측이 접지되고 이를 통해 변압기 2차측에서 중성점이 절연된 상태로 유지될 수 있습니다 이러한 방식에서는 변압기 2차측의 중성점이 접지되지 않고 절연된 상태로 설계되기 때문에 고장시 2차측에서 전류가흐르지 않게 되고 과전류가 발생하지 않으므로 절연된 상태를 유지할 수 있습니다