안녕하세요. 구본민 전문가입니다.
Q. 습기가 많은 환경에서 누전이 자주 일어나는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 구본민 박사입니다.습기가 많은 환경에서 누전이 더 자주 발행하는 이유는 물이 전기 전도체 역할을 하기 때문입니다. 물 자체는 전기가 잘 통하지 않지만, 공기 중에 포함된 불순물(예 : 먼지, 미네랄 등)과 결합하면 전기 전도성이 생깁니다. 특히 습도가 높을 경우, 공기 중의 수분이 전선의 절연체나 전기 장치 내부로 침투하여 절연 성능을 저하 시킬 수 있습니다. 습기가 많은 환경에서 누전이 자주 발생하는 원인을 몇가지 나열해 보겠습니다. 절연체의 성능 저하 : 전선이나 전기 장치의 절연체가 습기로 인해 약화되면, 전기가 의도하지 않은 경로로 흐르기 시작합니다. 이로 인해 누전이 발생할 가능성이 높아집니다.수분에 의한 연결부 부식 : 습기 많은 환경에서는 전선과 전선이 연결된 접합부나 전기 장비의 금속 부품이 부식되기 쉽습니다. 부식된 부분은 전기 저항이 증가하고, 전류가 흐를 때 누전이 발생할 가능성이 커집니다.전기 회로의 변형 : 습기는 기판이나 전기 회로에 침투하여 저항 경로를 변경하거나 쇼트 회로를 유발할 수 있습니다. 이로 인해 누전이 발생할 수 있습니다.습한 환경의 금속 장치와 전류의 상호 작용 : 금속은 습기에 노출되면 산화되거나 부식되어 전기적 특성이 변하게 됩니다. 이는 전기가 예기치 않은 경로로 흐를 수 있게 하며, 이로 인해 누전이 발생할 수 있습니다.따라서 습기가 많은 곳에서는 전기 설비와 장비의 절연 상태를 더욱 자주 점검하고, 적절한 환기와 제습을 통해 습기를 관리 하는 것이 중요합니다.
Q. Ac,Dc 220v,24v 힘의 차이?
안녕하세요. 구본민 박사입니다.AC 220V 와 DC24V는 AC와 DC로 서로 다른 특성을 가지는 전압입니다. AC (Alternating Current) 220V: 일반적으로 가정에서 사용하는 전압으로, 교류(AC) 전기를 의미합니다. 교류는 전류의 방향과 크기가 주기적으로 변하며, 보통 220V의 RMS(평균 제곱근) 값을 가집니다. 이 값은 실제 전압이 계속 변하고, 최대값은 약 311V까지 올라갑니다.DC (Direct Current) 24V: 직류(DC) 전기는 방향이 일정하고 변하지 않는 전류를 의미합니다. 24V의 직류 전압은 일정하게 유지되며, 주로 저전압의 전자기기나 통신 장비에 사용됩니다.전압차이에 따른 힘의 차이에 대해 살펴 보면 전압은 전기적인 압력이라고 할 수 있습니다. 전압이 높을수록 전류를 더 강하게 밀어내는 힘이 커집니다. 이를 물리적으로 압력에 비유하면, AC 220V는 높은 압력을 가진 파이프를 통해 물이 흐르는 것처럼 강력한 전기 흐름을 만들어낼 수 있습니다. 반면 DC 24V는 더 낮은 압력을 가지며, 상대적으로 약한 전기 흐름을 만들어냅니다.따라서 AC 220V는 DC 24V보다 훨씬 더 큰 전기적인 힘을 가지고 있으며, 더 많은 에너지를 전달할 수 있습니다. 이것이 에너지 전달 측면에서의 차이점이며, AC 220V는 주로 고전력을 필요로 하는 가전제품에, DC 24V는 전자 기기나 센서 등에 주로 사용됩니다.
Q. 버스정류장 에 있는 버스도착 시스템은 어떤원리인가요?
안녕하세요. 구본민 박사입니다.버스 도착 예정 시간을 보여주는 전광판 시스템 GPS와 통신 네트워크를 이용하여 작동합니다. 이 시스템은 실시간으로 버스의 위치를 추적하여 정류장에 도착할 예상 시간을 계산하고, 그 정보를 전광판에 표시하는 방식입니다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 버스에 설치된 GPS 장치 : 버스에는 GPS 장치가 설치되어 있어, 버스의 현재 위치를 실시간으로 추적합니다. 이 위치 정보는 주기적으로 중앙 서버에 전송됩니다.중앙 서버와 데이터 처리 : 버스의 위치 정보는 중앙 서버에서 수집됩니다. 서버는 버스의 현재 위치, 속도, 도로 상태 등을 고려해 버스가 각 정류장에 도착할 예상 시간을 계산합니다. 이 계산에는 교통 상황, 신호등 패턴, 버스의 경로 등이 반영됩니다.통신 네트워크 : 서버에서 계산된 버스 도착 예정 시간이 각 버스 정류장의 전광판으로 전송됩니다. 이 통신은 주로 무선 네트워크를 통해 이루어지며, LTE나 5G 같은 네트워크를 사용하기도 합니다.전광판에 표시 : 버스 정류장의 전광판은 수신된 데이터를 바탕으로 실시간으로 업데이트되어 도착 예정 시간을 표시합니다. 보통 1분 단위로 갱신되며, 버스가 가까워지면 "곧 도착" 같은 메시지가 나타나기도 합니다.이 시스템 덕분에 승객은 버스가 정류장에 언제 도착할지 예측할 수 있어서 대기 시간을 효율적으로 관리할 수 있습니다.
Q. 전기난로에 코일선은 왜 녹지않을까요?
안녕하세요. 구본민 박사입니다.전기 난로에서 코일선이 빨갛게 달아 오르면서 열을 방출하는데도 변형이 생기지 않는 이유는, 난로에 사용되는 코일선이 내열성이 매우 뛰어난 특수 금속으로 제작되었기 때문입니다. 이 금속들은 높은 온도에서도 물리적 성질이 크게 변하지 않도록 설계 되어 있습니다.주로 사용하는 금속은 다음과 같은 특징을 가진 니크롬(Nichrome) 합금입니다.내열성 : 니크롬 합금은 매우 높은 온도를 견딜 수 있는 특성을 가지고 있습니다. 코일이 1000도 이상의 온도까지 달아올라도 녹거나 변형되지 않습니다.산화저항성 : 고온에서 금속은 산화될 수 있지만, 니크롬 합금은 산화에 매우 강합니다. 이 때문에 코일이 공기 중에서 산소와 접촉해도 쉽게 부식되지 않습니다.열팽창 계수 : 니크롬과 같은 금속은 높은 온도에서 열팽창이 적어, 온도가 급격히 변해도 변형되지 않고 안정적으로 모양을 유지할 수 있습니다.전기 저항 : 니크롬은 전기 저항이 높은 금속입니다. 전기가 흐를 때 저항에 의해 열이 발생하지만, 그 열이 전선 자체에 큰 영향을 미치지 않도록 설계되었습니다.따라서, 전기난로에서 코일이 달아오르면서 열을 발생시키더라도 변형 없이 안정적으로 사용할 수 있는 것이 이러한 특수 금속 재료 덕분입니다.
Q. 공사장 삼각대 불빛은 뭘로 만드는 건가요?
안녕하세요. 구본민 박사입니다.공사장에 있는 삼각대에 설치된 조명은 보통 태양광 에너지를 이용해 자동으로 작동하는 경우가 많습니다. 이런 시스템은 주로 태양광 패널과 빛 감지 센서가 결합되어 있어, 낮 동안 태양광 패널로 전력을 저장하고 밤이 되면 자동으로 조명이 켜지도록 설계되어 있습니다. 작동 방식은 다음과 같습니다. 태양광 패널 : 낮 동안 태양광을 흡수하여 내장된 배터리에 전력을 저장합니다.빛 감지 센서(포토센서) : 주위의 밝기를 감지하는 센서가 내장되어 있어, 주변이 어두워지면 자동으로 조명이 켜집니다. 반대로, 해가 떠서 주변이 밝아지면 자동으로 조명이 꺼집니다.배터리 : 태양광 패널이 낮에 저장한 전력을 밤에 조명에 공급하여 전력을 사용합니다.이 방식은 전력선을 설치할 필요가 없고, 낮 동안 태양광을 통해 자가 충전할 수 있기 때문에 에너지 효율적이고 유지 보수도 적어서 공사장에서 자주 사용됩니다. 물론, 만약 태양광 패널이 없는 간단한 조명이라면 건전지를 사용해 수동으로 켜고 끌 수 있지만, 최근에는 태양광을 이용한 자동 시스템이 많이 보급되고 있습니다.