안녕하세요. 옥성민 전문가입니다.
전기·전자
Q. Super resolution 이 무엇인지 궁금합니다.
Super resolution(초해상도)은 이미지나 영상의 해상도를 인위적으로 높이는 기술을 말합니다. 저해상도의 이미지나 영상을 고해상도로 변환하는 과정으로, 다양한 알고리즘과 기술이 사용됩니다.TV 화질과 관련하여 super resolution 기술은 다음과 같은 역할을 합니다:1. 저해상도 콘텐츠 개선: 과거의 저해상도 영상 콘텐츠(SD급)를 고해상도(HD, 4K 등)로 변환하여 시청 경험을 개선합니다.2. 압축 아티팩트 제거: 영상 압축 과정에서 발생하는 블록 노이즈, 모서리 깨짐 등의 아티팩트를 제거하거나 완화하여 화질을 향상시킵니다.3. 디테일 강화: 영상의 디테일을 강화하여 선명도를 높이고, 시청자에게 더 깨끗하고 선명한 화면을 제공합니다.Super resolution 기술은 딥러닝, 기계학습 등의 인공지능 기술을 활용하여 지속적으로 발전하고 있습니다. 최신 TV에는 AI 기반의 초해상도 기술이 탑재되어, 실시간으로 화질을 개선하고 있습니다. 이를 통해 시청자는 고품질의 영상을 경험할 수 있게 됩니다.한편, super resolution 기술은 TV 외에도 모니터, 프로젝터 등 다양한 디스플레이 기기에 적용되며, 영상 편집, 감시 카메라, 의료 영상 등 여러 분야에서 활용되고 있습니다.
전기·전자
Q. 전기 콘센트에 먼지가 쌓이면 왜 전기에 의한 화재가 발생되는 이유가 뭔가요??
전기 콘센트 주변에 먼지가 쌓이면 화재가 발생할 수 있는 이유는 다음과 같습니다:먼지의 전도성: 먼지 입자 중에는 금속이나 탄소 등 전기가 흐를 수 있는 물질이 포함되어 있을 수 있습니다. 이런 먼지가 콘센트의 전극과 접촉하게 되면 전기가 먼지를 통해 흐를 수 있게 됩니다.트래킹(Tracking) 현상: 먼지가 쌓인 콘센트에 습기가 더해지면, 먼지와 습기가 결합하여 전극 사이에 도전로를 형성할 수 있습니다. 이를 트래킹 현상이라고 하며, 이로 인해 전류가 흐르게 됩니다.아크(Arc) 발생: 트래킹 현상으로 인해 전류가 흐르다 보면, 먼지가 타면서 아크(불꽃방전)가 발생할 수 있습니다. 이 아크의 온도는 매우 높아 주변의 가연물을 발화시킬 수 있습니다.발열과 화재: 아크가 지속되면 콘센트와 주변 가연물의 온도가 급격히 상승하게 되고, 이로 인해 화재가 발생할 수 있습니다.따라서 전기 콘센트 주변을 청결하게 유지하고, 정기적으로 점검 및 청소를 하는 것이 화재 예방에 중요합니다. 만약 콘센트 주변에 검은 그을음이나 탄 자국이 있다면, 전기 전문가에게 점검을 받는 것이 좋습니다.
전기·전자
Q. 원자가 스핀한다?자전한다?는 사실인지요?
전자의 스핀(spin)은 양자역학에서 설명하는 전자의 고유한 물리적 특성 중 하나입니다. 전자의 스핀은 실제로 존재하는 물리량이지만, 고전역학적인 의미에서의 자전(rotation)과는 다른 개념입니다.고전역학에서는 물체의 스핀을 그 물체의 회전(자전)으로 이해합니다. 하지만 양자역학에서 전자의 스핀은 각운동량의 한 형태로 설명되며, 이는 고전역학적인 회전과는 구별됩니다. 전자의 스핀은 마치 전자가 자전하는 것처럼 묘사되기도 하지만, 실제로 전자는 점입자로 여겨지기 때문에 물리적인 자전을 한다고 보기는 어렵습니다.따라서 전자의 스핀은 양자역학적 특성으로, 실제로 존재하는 물리량이지만 고전역학적인 자전과는 다른 개념이라고 할 수 있습니다. 전자의 스핀은 실험적으로 관측되고 입증된 물리적 특성이며, 원자의 구조와 물질의 자기적 성질을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다.
전기·전자
Q. 인체에 무해한 전류는 어느정도 될까요?
안녕하세요, 온화한돌고래유니파파님.전기 감전 사고를 예방하기 위해서는 인체에 흐를 수 있는 전류의 크기를 이해하는 것이 중요합니다. 일반적으로 인체에 무해한 전류는 다음과 같습니다. 작은 전압이라도 손에 물이 묻거나 하여 저항이 낮아지면 전류가 강하게 흐를수 있으며 아래와 같이 인체는 전기에 매우 민감합니다.1mA 미만: 인체가 전류를 느낄 수 있는 최소 전류이지만, 일반적으로 해롭지 않습니다.1mA ~ 5mA: 가벼운 충격을 느낄 수 있으며, 불쾌감을 유발할 수 있습니다.5mA ~ 10mA: 근육 경련과 통증을 유발할 수 있습니다. 하지만 대부분의 경우 심각한 상해는 아닙니다.10mA 이상: 근육 경련으로 인해 전원으로부터 벗어나기 어려울 수 있으며, 호흡 곤란, 심장 마비 등의 심각한 상해를 유발할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 정~말 오래가는 배터리를 만들 수는 없나요??
안녕하세요. 스마트폰 배터리 수명을 획기적으로 연장하는 것은 쉽지 않은 과제입니다. 그러나 배터리 기술은 꾸준히 발전하고 있으며, 연구자들은 더 오래 지속되는 배터리를 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 다음은 몇 가지 주목할 만한 연구 사례입니다:리튬-황(Lithium-Sulfur) 배터리: 리튬-이온 배터리보다 에너지 밀도가 높아 더 오래 사용할 수 있습니다. 그러나 상용화를 위해서는 수명과 안정성 문제를 해결해야 합니다.고체 전해질 배터리(Solid-State Battery): 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용하여 배터리 수명을 연장하고 안전성을 높일 수 있습니다. 많은 기업들이 이 기술 개발에 투자하고 있습니다.그래핀(Graphene) 배터리: 그래핀은 얇고 가벼우면서도 전기 전도성이 우수한 소재로, 이를 활용한 배터리는 더 빠른 충전과 긴 수명을 가질 것으로 기대됩니다.실리콘 음극(Silicon Anode) 배터리: 기존 리튬-이온 배터리의 흑연 음극을 실리콘으로 대체하여 에너지 밀도를 높이고 수명을 연장할 수 있습니다.
전기·전자
Q. 발전소에서 전기가 남으면 그것을 어떻게 저장하나요??
전력 수요와 공급의 불일치로 인해 남는 전기 에너지를 저장하는 것은 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)을 통해 이루어집니다. 다음은 몇 가지 주요 에너지 저장 방법입니다:1. 양수발전(Pumped Hydroelectric Storage): 남는 전력을 이용해 물을 높은 곳의 저수지로 퍼올리고, 전력이 필요할 때 이 물을 낙하시켜 전력을 생산합니다. 이는 가장 널리 사용되는 대규모 에너지 저장 방식입니다.2. 배터리 에너지 저장(Battery Energy Storage): 리튬 이온 배터리와 같은 대규모 배터리 시스템에 남는 전력을 저장했다가, 필요 시 전력 공급에 사용합니다. 이는 빠른 응답 속도와 설치 유연성이 장점입니다.3. 압축 공기 에너지 저장(Compressed Air Energy Storage, CAES): 남는 전력을 이용해 공기를 압축하여 지하 동굴이나 파이프라인에 저장하고, 필요 시 이 압축 공기를 터빈을 돌리는 데 사용하여 전력을 생산합니다.4. 플라이휠 에너지 저장(Flywheel Energy Storage): 남는 전력을 이용해 대형 플라이휠을 회전시켜 운동 에너지로 저장하고, 필요할 때 이 운동 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.5. 수소 에너지 저장(Hydrogen Energy Storage): 남는 전력을 이용해 물을 전기분해하여 수소를 생산하고, 필요 시 연료 전지를 통해 이 수소를 전기 에너지로 변환합니다.이 외에도 초전도체 자기 에너지 저장(Superconducting Magnetic Energy Storage), 열에너지 저장(Thermal Energy Storage) 등 다양한 에너지 저장 기술이 개발되고 있습니다.그러나 에너지 저장 시스템은 아직 고비용이 문제점으로 지적되고 있어, 보다 경제적이고 효율적인 에너지 저장 기술 개발이 지속적으로 이루어지고 있습니다.
전기·전자
Q. 우리는 편리하게 전기를 사용하고 있습니다. 발전소에서 우리가 사용하는 곳까지 전선을 통하여 송전을 하죠.
송전 과정에서의 손실을 줄이기 위해 다음과 같은 방법이 사용됩니다:고압 송전: 송전 전압을 높이면 동일한 전력을 더 적은 전류로 송전할 수 있습니다. 이는 저항에 의한 손실(I^2 * R)을 줄이는 데 도움이 됩니다. 대부분의 장거리 송전은 345kV에서 765kV 사이의 초고압으로 이루어집니다.저항이 낮은 도체 사용: 구리나 알루미늄과 같이 저항이 낮은 도체를 사용하면 송전 손실을 줄일 수 있습니다. 일반적으로 알루미늄이 가격과 무게 면에서 유리하기 때문에 널리 사용됩니다.리액티브 파워 보상: 송전선의 리액턴스로 인해 발생하는 리액티브 파워는 송전 효율을 떨어뜨립니다. 이를 보상하기 위해 캐패시터 뱅크나 FACTS(Flexible AC Transmission Systems) 장치를 사용합니다.HVDC(High Voltage Direct Current) 송전: HVDC는 장거리 송전에 적합한 기술로, AC 송전에 비해 손실이 적습니다. 특히 해저 케이블과 같이 매우 긴 거리의 송전에 사용됩니다.송전선 설계 최적화: 번들 도체 사용, 도체 간격 조정, 절연체 개선 등 송전선 설계를 최적화하여 코로나 손실과 유도 손실을 최소화할 수 있습니다.이러한 노력에도 불구하고 송전 손실을 완전히 제거할 수는 없습니다. 일반적으로 송전 손실은 전력 시스템에 따라 다르지만, 대략 2%에서 6% 정도로 알려져 있습니다. 송전 기술의 발전과 함께 이 손실률은 점차 감소하고 있는 추세입니다.
전기·전자
Q. 스마트폰 충전기 안좋은거 쓰면...
안전한 충전기 사용을 위해서는 인증된 제품을 구매하는 것이 가장 좋습니다. 저품질 또는 인증되지 않은 충전기를 사용하면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다:과전압, 과전류로 인한 기기 손상: 품질이 낮은 충전기는 과전압이나 과전류를 유발할 수 있어 스마트폰의 배터리 또는 내부 회로를 손상시킬 수 있습니다.화재 위험: 저품질 충전기는 합선, 과열 등으로 인해 화재를 일으킬 위험이 있습니다.불안정한 충전: 인증되지 않은 충전기는 안정적인 전력 공급을 보장하지 못할 수 있어 충전 시간이 오래 걸리거나 충전이 자주 중단될 수 있습니다.감전 위험: 절연이 불량한 저품질 충전기는 감전 사고를 유발할 수 있습니다.따라서 삼성, LG, 애플 등 공식 브랜드 충전기를 사용하거나, KC 인증, CE 인증, FCC 인증 등을 받은 충전기를 선택하는 것이 안전합니다
전기·전자
Q. 일반가정집이나 회사에서 사용되어지는 광케이블은 어떤 방식으로 데이터를 전송하나요?
일반 가정이나 회사에서 사용되는 광케이블은 주로 광신호를 이용하여 데이터를 전송합니다. 광케이블 데이터 전송 방식의 핵심은 다음과 같습니다:전기 신호를 광 신호로 변환: 송신부에서는 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광 송신기(레이저 다이오드 또는 LED)가 사용됩니다.광 신호 전송: 변환된 광 신호는 광케이블을 통해 전송됩니다. 광케이블은 광섬유로 이루어져 있으며, 광 신호는 광섬유 코어를 따라 반사를 반복하며 전파됩니다.광 신호를 전기 신호로 변환: 수신부에서는 광 검출기(포토다이오드)를 사용하여 광 신호를 다시 전기 신호로 변환합니다.
전기·전자
Q. 양자역학이라는게 도대체 어떤건지 쉽게 간단히 설명좀 부탁 드립니다!!!
양자역학이란 물리학의 한 분야입니다. 아주 미세한 입자들, 전자나 원자핵, 양성자등의 움직임을 분석하는 학문인데요. 이 양자세게(아주 미세한 세계)는 우리가 이해하는것과 매우 다르게 움직입니다. 전자가 갑자기 사라졌다가 이동하기도 하고 순간이동하기도 하고 이런 이상한 현상들이 발생하는데 이러한 양자세계의 움직임을 밝히는 학문입니다.