안녕하세요 신광현 전문가입니다. 물리학을 전공했습니다.
전기·전자
Q. 누진세 구간을 알려주실 수 있나요?? 궁금합니다~~
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.가정용 전기요금 누진제는 사용량(kWh)에 따라 3단계로 구분되며, 사용량이 많아질수록 단가가 높아지는 방식으로 요금이 부과됩니다. 비수기(1~6월, 9~12월)와 성수기(7~8월)에 누진 구간이 다르게 운영되며, 각 구간별 기본요금과 전력량 요금이 차등 적용됩니다.구간비수기(1~6월·9~12월): 1단계 ≤200kWh, 2단계 201~400kWh, 3단계 >400kWh성수기(7~8월): 1단계 ≤300kWh, 2단계 301~450kWh, 3단계 >450kWh기본요금1단계: 910원/호2단계: 1,600원/호3단계: 7,300원/호전력량 요금(원/kWh)1단계: 112.02단계: 206.63단계: 299.3요금 계산해당 단계 기본요금각 단계별 사용량×단가 합산부가세(10%)·전력산업기반기금(3.7%)·연료비조정요금 추가누진제 효과2단계 단가 ≈1단계의 1.8배3단계 단가 ≈1단계의 2.7배
전기·전자
Q. 나무가 절연체인 이유와 습도가 전도성에 미치는 영향은 무엇인가요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.나무 자체는 셀룰로오스·리그닌이 촘촘히 결합해 자유 전자가 거의 없어 전기저항이 매우 높으므로 절연체입니다.습도가 높아져 함수율(수분 함량)이 증가하면 세포벽·공극에 물이 채워져 전도 경로가 생깁니다.물속에 녹아 있는 염·광물 이온이 전하 운반체 역할을 해 전류가 흐르기 시작합니다.함수율이 높을수록(≈30% 이상) 절연저항이 급감하고 전도성이 크게 증가합니다.건조 목재는 전자의 이동이 불가능해 절연체로 작용하나, 함수율이 높아진 상태에서는 자유 전자가 아닌 물속 이온의 이동이 전류를 생성한다.
전기·전자
Q. 전기차 산업이 지금 현재 어떤 상황에 있다고 볼 수 있을까요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.전기차 산업은 최근 몇 년간 두 자릿수 성장률을 기록하며 확대되고 있으나, 전체 자동차 시장에서의 비중은 아직 20% 내외로 대중화 단계 이전의 성장기로 볼 수 있습니다. 기술 혁신과 인프라 확충, 정책 지원이 맞물려 시장이 빠르게 성숙하고 있으며, 향후 2030년까지 전기차 판매 비중은 40~60% 수준으로 크게 확대될 전망입니다.현황: 전기차는 여전히 ‘성장 단계’2024년 글로벌 판매 비중 ≈20% (1,700만 대)연간 성장률 20~30%대 유지핵심 성장 동력배터리·충전 기술 고도화(초고속·무선·전고체)충전 인프라 확대(공공·민간 충전소, 교체 스테이션)정부 보조금·세제 혜택·탄소 규제 강화2030년 전망전기차 비중 40~60% 도달2035년 연간 판매 ≈4,630만 대 (CAGR 10.3%)미래 기술 축전고체 배터리 상용화완전자율주행 서비스V2G/V2H 에너지 연계미래 전망시장 점유율: 2030년 전기차 판매 비중은 42~58% 수준에 도달할 것으로 보인다.판매량 예측: 2035년 글로벌 연간 전기차 판매량은 약 4,630만 대로, 2024~2035년 CAGR 10.3%가 예상된다.결론: 전기차는 본격적 대중화 전 ‘고속 성장기’이며, 2030년대 중반 시장 주류로 자리잡을 전망입니다.
물리
Q. 어떠한 일정한 속도의 물체가 올때 가만히 있는 것과 마주보며 달리는 것중 무엇이 피해가 큰가요
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.충격량은 속도×질량입니다. 여기서 속도는 벡터값으로 방향을 가진 개념으로 +-는 방향입니다. 즉 충격량은 서로 물체에 해당하는 상대속도가 클수록 충격량이 큽니다. 그러므로 동일한 물체(m)가 +(오른쪽) -(왼쪽)으로 가정한다면 m(+5)와 m(-4)가 서로 충돌한다면 9m이라는 충격량을 가지게 됩니다. 즉 서로의 속도가 빠를수록 서로의 물체의 질량이 클수록 충격량은 커집니다.
전기·전자
Q. KTX는 참 빠른데요, 이보다 더 빠른 고속열차가 도입될 수 있을까요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.KTX는 최고 시속 300km로 운행되어 국내 고속철도망을 이끌고 있지만, 앞으로 이보다 훨씬 빠른 차세대 열차 도입이 추진되고 있습니다. 대표적으로 ‘K-하이퍼튜브(K-Hypertube)’ 프로젝트가 있으며, 이 외에도 진공 튜브 안에서 자기부상으로 운행하는 하이퍼루프 개념이 논의되고 있습니다.현황– KTX: 최고 시속 300km, 서울-부산 약 2시간 15분차세대 계획 (K-하이퍼튜브)– 목표 속도: 시속 1,200km (서울-부산 20분)– 기술: 아진공 튜브 + 자기부상·전자기 추진주요 일정– 2025~2027년: 핵심 기술 개발– 2032년: 새만금 12km 시험선 완공·시험운행– 2035년경: 상용화 검토난제– 대형 진공 튜브 유지– 고성능 자기부상·추진 시스템– 막대한 인프라 비용– 법·제도 정비2030년대 초반 실증·상용화 도입을 목표로 연구가 진행 중입니다.
전기·전자
Q. 피카츄가 쏘는게 100만볼트라고 하는데 100만볼트는 아파트도 1000세대도 살리느 전기 아닌가요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.사람들이 말하는 일반적인 전기 전력(전압×전류)이라고 합니다. 그리고 사용량은 전압×전류×시간입니다. 그러므로 단순 전압만 높은 것으로는 아무 쓸모가 없습니다. 전류와 시간도 동반되어야 합니다.일상에서 쓰는 전압은 가정용은 220v, 배전압 도시에서 가정까지 0.6kv~22.9kv, 발전소에서 도시까지는 345kv~800kv입니다.뱀장어의 최대 순간 전압은 600v이고 최대 순간 전류는 1A입니다. 그러므로 약 0.5kw 전력을 낼 수 있지만 시간이 너무 짧아 공급 전력으로는 사용 할 수 없습니다. 정전기의 전압은 수백v에서 수만v까지 갑니다. 그러나 전류가 거의 없어서 전력이 0에 수렴에 감전이 되지 않습니다. 그러므로 피카츄나 뱀장어의 전기 충격은 단순 충격에 지나지 않다고 말씀드릴수 있습니다.
물리
Q. 마찰을 통해서 열이 발생을 하는데 몇도까지올라가나요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.마찰로 도달 가능한 최고 온도는 ‘발열 조건(압력·속도·마찰계수) × 방열 특성(열전도도·접촉면적)’과 재료의 용융·분해 한계가 함께 결정하는 값입니다.예를 들면금속류는 대략 600~1,500 °C. 플라스틱·고분자는 수백 °C 부근에서 분해·용융열을 냅니다.자동차 브레이크는 국부 온도 수백 °C → 페이드 현상, 급격한 마모를 나타 낼 때 열을 냅니다.또 재료 용융의 일부분 마찰용접은 국부 가열로 수백~1,000 °C 도달 → 금속 표면 소성·결합하는 형태이며 실시간에 많이 쓰는 마찰로 인한 용접방법입니다
물리
Q. 저음이 더 벽을 타고 전달이 잘되는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.저주파 음파는 긴 파장을 가지며, 장애물 모서리에서 휘어져 뒤쪽으로 잘 돌아나가는 회절 성능이 뛰어납니다.그래서 콘크리트나 벽식 구조의 아파트에서는 특히 20Hz~100Hz 대역의 저음이 구조물 진동을 강하게 일으켜 아래층·옆집까지 전달됩니다.질량 법칙(Mass Law)에 따르면 벽 두께와 질량이 클수록 음의 투과는 줄어드나, 낮은 주파수일수록 물체를 관통하는 투과율이 높습니다.즉 저음이 더 멀리, 그리고 벽이나 바닥을 타고 잘 전달되는 이유는 파장이 길어 회절이 쉽고 고체 매질을 통해 진동 전달이 우수하며, 흡음·반사에 의한 손실이 상대적으로 작기 때문입니다.
전기·전자
Q. 전기 제품의 과부하? 왜일어나는건가요??
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.정격용량의 전기를 사용하도록 만들어졌지만 인의적으로 한회로에 과다한 출력 장치를 사용하면 과부하가 일어납니다. 멀티탭에 에어컨이나 냉장고 같은 제품을 한꺼번에 연결하면 저항이 생깁니다.저항이 생기면 열이 생길 수 밖에 없습니다.이 상황이 장시간 노출되면 절연재가 손상되면서 화재가 발생하게 됩니다.즉 정격전류 이하 일 때는 과부하가 아닙니다. 다만 오랜시간 가동시 열이 축적되면 과부하가 됩니다.과부하가 되는 경우설계된 정격 전류·전력 이상이 흐를 때 내부 과열 혹은 보호장치(차단기·퓨즈·릴레이) 동작장시간 방치 시 절연재 손상·화재 위험과부하의 원인한 회로에 고출력 기기 다수 연결모터에 걸린 외부 부하(토크) 증가베어링 마모, 씰링 손상 등으로 부하 토크↑전압이 낮으면 전류를 더 흘려 열 발생↑방열 효율↓ → 내부 온도 상승
전기·전자
Q. 풍선을 머리에 문지르면 왜 쉽게 정전기가 발생하나요?
안녕하세요. 신광현 전문가입니다.풍선으로 정전기가 쉽게 생기는 이유세가지가 있습니다. 절연체 특성과 넓은 면적, 강한 마찰 전기 효과절연체 특성: 고무 풍선은 내부 전하 이동이 제한돼 전하를 표면에 축적한 채 유지합니다.넓은 접촉 면적: 풍선과 마찰하는 물체 간 접촉 면적이 커져 전자 이동량이 증가합니다.강한 마찰 전기 효과: 풍선과 다른 물질 간 마찰 전기 계열상 차이가 커서 전하 이동이 활발합니다.