안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 발전기에는 유도발전기와 동기발전기의 특징은 무엇인지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.교류 발전기를 동기 발전기리고 부르는 것입니다.즉, 동기 발전기는 일정한 속도로 운전됨으로써 정해진 주파수의 교류 전력을 발생시킵니다.코일 위에서 자석을 위, 아래로 흔들거나 자석을 회전시키면, 전자기 유도 현상에 의해 코일은이 자석의 운동을 방해하려는 방향으로 자기장을 발생시키기 위한 유도 기전력을 발생시키게 되는데,이러한 원리를 이용한 것이 바로 발전기 입니다.그래서 교류 발전기는 코일로 이루어진 고정자 안에서 자석이 회전함으로써 발전을 하게 되는데,출력이 큰 교류 발전기는 아래의 그림과 같이 자석 대신에 전자석이 회전하는 구조로 돼 있습니다.그리고 이 전자석의 구조를 보면, 솔레노이드 코일의 앞, 뒤로 이빨 형상을 하고 있는 자극이 붙어 있어서N극, S극이 교대로 위치하도록 되어 있고, 이것이 회전하게 되면 주변의 고정자 코일로부터 기전력이발생하며 발전이 이루어지게 되는 것입니다.이러한 대용량 발전기는 전자석에 전류를 공급해 줘야 발전할 수 있으므로, 처음엔 직류 전원으로 전류를공급해 발전을 시작하고 고정자로부터 전력이 생산되면, 그때부터는 자체 발전 전력을 이용해 전자석을동작시킴으로써 외부 전원의 도움 없이 자체적으로 동작하게 됩니다..일반적인 화력,원자력,수력,조력,파력 ,풍력 발전기가 모두 전자기 유도형 동기 발전기 입니다.[ 태양광 발전만 예외]기본개념은 정해진 자기장의 세기와방향[자기장벡터값] 과 자유전자(구리선내부에 엄청 많죠~)의 움직임속도 V[벡터값 ]의 벡터 외적으로 기전력이 발생 합니다. 벡터외적은 플래밍의 오른손 법칙으로 설명 되어 지기도 합니다.즉 자기장의 세기 방향 과 전선의 움직이는 방향 모두에 수직인 방향으로 기전력이 생김.기전력 E = 자기력B x 구리선의 속도 V x 두 벡터의 sin(각도) 로 그 크기가 결정되며 방향은 플래밍의 오른손 법칙으로 해석 됩니다.기본 이론 입니다. 자기장 내부에서 움직이는 도선에는 기전력(전압)이 발생 합니다. 보통은 회전하는 회전자에 일정한 자기장을 발생 시키고 이자기장발생 회전자를 돌리고 주변에 구리선으로 잘 배치 해두면 이 구리선에 전압이 생기는 형태로 발전을 합니다. 자기장움직임에 구리선을 주변에 고정 => 실제 대부분의 전자기 유도 발전기 자기장을 외부에 고정 배치하고 내부에 구리 코일을 배치해서 발전도 가능합니다.하며튼 자기장과 구리선이 서로 상대 속도를 일으키면 발전됩니다.
Q. 자동차에 설치된 발전기는 무슨 발전기인지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.밸트의 의해 크랭크 샤프트풀리와 연결되어 회전하며스타트모터와 반대의 회전력으로전기를 만들어지며고속회전하며 전압이높은 전력을 만들어 내지만 전압조정기가 내장되어 있습니다
Q. 전자파는 집안에서 계속 축적되는지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.결론적으로 말씀드리면 아무런 문제가 없습니다. 전자파라는 것은 밥을 데워서 밥속에 축적될 수 있는 그런 성질의 것이 아닙니다. 빛과 같은 속도로 1초에 30만킬로미터나 나아가 버리지요. 즉 밥할때 이미 다 없어져 버린 것입니다. 혹시 정말로 밥속에 전자파를 가둘 수 있다면... 제가 논문을 써보고 싶군요 ^^ 글을 읽고 많이 웃었습니다만, 걱정하시는 주부님의 모습이 떠올라서 한마디 적고 갑니다. 아무런 문제가 없으니 알뜰하게 살림 잘하시길 바랍니다. 화이팅~
Q. 야구공의 실밥에 과학의 원리가 있나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.야구에서 야구공처럼 과소평가받는 것은 없다.2000시즌 초 미국과 한국에서 홈런이 쏟아져나오자 팬들이 야구공이 조작된 것이 아니냐며 잠시 관심을 가졌을 뿐이다.도대체 야구공이란 무엇일까.만국공통인 야구규칙 1.09에서는 야구공을 "공은 코르크, 고무 또는 이와 비슷한 재료로 만든 심에 실을 감고, 흰색의 말가죽 또는 쇠가죽 두쪽으로 이를 싸서 단단하게 만든다. 중량은 141.7g-148.8g(5온스 - 5¼온스), 둘레는 22.9cm - 23.5cm(9인치 - 9¼인치)로 한다"고 규정하고 있다.또한 메이저리그의 공인구를 제작하는 롤링사에서는 내부적으로"110m(121야드)길이의 청회색 면실과 41m(45야드)길이의 흰색 면실, 137m(150야드)길이의 가는 면실로 코르크를 둘러쌓은 다음 고무로 밀봉하고 두장의 소가죽을 손으로 216번 꿰멘다"고 제작 방법을 정해놓았다.이것은 제작 방법이고... 본격적으로 야구공에 대해 공부해보자. 야구공의 생명 - 실밥골프공과 야구공의 공통점은?작은 골프공과 주먹만한 야구공에서 공통점을 찾느니 차라리 박세리와 TTL 소녀에게서 공통점을 찾는 것이 용이할 것이다.골프공과 야구공의 유일한 공통점은 표면이 매끄럽지 않다는 것이다.(색깔? 오렌지색 골프공도 있자나...)골프공에는 딤플이라고 불리우는 패인 구덩이가 있고 야구공에는 실밥이 솟아나와있다.그렇다면 왜 골프공과 야구공의 표면은 매끄럽게 만들어지지 않았을까?골프공의 딤플은 공의 비거리를 높이기 위해서 유체역학자들이 개발해낸 것이다.(물론 야구공에 실밥이 솟아나와 있는 이유는 가죽을 꿰메기 위해서...)표면이 매끄러워야 공기의 저항이 적고 멀리날아갈 수 있는 거자나?정답은 '아니다'이다.물체의 속도에따라 표면이 거칠수록 공기의 저항이 적어지기도하고 늘어나기도 한다.물체의 시속이 220km가 넘어서는 경우 표면이 매끄러워야 공기의 저항이 적어진다.고속으로 질주하는 F1머신이나 로케트의 표면이 매끄러운 이유도 이런 이유에서다.그러나 그 이하의 속도에서는 표면이 거칠수록 공기의 저항이 적다.(탁구공을 힘껏 던져봐라. 얼마나 멀리 나갈까? 접착제를 바른 탁구공에 모래를 뿌린다음 힘껏 던져봐라. 그냥 탁구공보다 멀리 나가지...)야구경기에서 야구공이 시속 160km이상으로 날라가는 경우는 거의 없다.결국 야구공의 실밥은 비거리를 향상시키는 '딤플'과도 같은 역할을 한다는 이야기다.만약 실밥이 없으면 120m짜리 대형홈런은 90m짜리 플라이공으로 바뀔 정도다.또한 시속 150km짜리 강속구도 실밥이 없다면 평범한 직구로 바뀔 것이다.한국 투수들이 가끔 국제대회에서 야구공이 다르다고 짜증을 내는 경우가 있는데...이것은 바로 실밥의 높이가 다르기 때문이다.실밥의 높이가 1mm만 높거나 낮아도 그립이 불편해지고... 변화구의 각도도 달라진다.물론 야구공은 수작업으로 제작되기 때문에 모두다 조금씩 무게와 실밥의 높이가 다르다.앞으로 야구를 볼때 투수들이 새공을 요구하는 장면이 나오면 "실밥에 문제가 있나보군..." 이라고 아는척을 하는 것도 괜찮을 듯 싶다.
Q. 유채꽃과 갓꽃의 구분은 어떻게 하는지요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.꽃을 보고 이건 유채꽃이다. 아니다 갓꽃이다. 하면서 구별하기에는 불가능하다고 할 정도로 힘들다. 이리저리 뜯어봐도 정말 똑같이 생겼다. 식물의 전체 높이도 비슷하다. 가장 쉬운 구별법이 있다. 그것은 바로 잎자루이다. 아래 사진 중 첫 번째는 갓꽃의 잎자루이다. 본 줄기에서 잎이 자연스럽게 나고 있다. 두 번째 사진은 유채꽃이다. 자세히 보면 잎자루가 줄기를 감싸고 있는 듯한 모양이다. 이렇게 보면 "아하" 하고 바로 구별이 가능하다. 꽃으로 구별하려면 정말 힘들다.▼갓꽃의 잎자루이다.갓꽃의 잎자루▼유채꽃 잎자루다.유채꽃의 잎자루