공학/전기전자 24

자기의 역사

1. 자기의 역사 기원전 6세기 그리스에서, 기록에 따르면 탈레스가 최초로 호박을 헝겊 등에 문지르면 머리카락이나 먼지 등을 끌어당기는 정전기 유도 현상을 발견하였다. 또한 탈레스는 자철석이 철을 끌어당기고, 철이 붙을 때마다 같은 방향으로 정렬하며, 철을 자철석에 문지르게 되면 그 철도 비슷한 성질을 지니게 됨을 발견하였다. 기원전 4세기 중국의 귀곡자도 자철석이 철을 끌어당긴다는 사실을 기록하였다. 기원후 11세기에 이르러, 중국의 심괄은 저서 에서 최초로 자철석을 사용한 나침반에 대하여 언급하였다. 이때의 나침반은 숟가락 모양의 자철석을 실에 매단 형태였다. 12세기에 들어 나침반은 유럽에 전해졌다. 잉글랜드의 알렉산더 네컴은 1187년에 항해에 나침반을 사용하는 법에 대하여 유럽에서는 최초로 서술..

공학/전기전자 2022.01.14

전기의 역사

* 전기의 역사 전기에 관한 지식이 존재하기 오래전부터 사람들은 전기 물고기의 전기충격 능력을 인지하고 있었다. 기원전 2750년의 고대 이집트 문헌에는 이 물고기들을 "나일 강의 뇌신"이라 부르며 다른 모든 물고기의 "수호자"라고 했다. 이후 1천년기가 지난 뒤 고대 그리스, 로마, 이슬람 박물학자들과 의사들도 전기 물고기의 존재를 기록했다. 대 플리니우스나 스크리보 니우스 라르 구스 같은 고대 사람들은 전기메기 및 전기가오리의 전기충격 효과 및 그 충격이 충격을 전달할 수 있는 물체를 따라 이동한다는 것을 알았다. 통풍이나 두통이 있는 환자들에게 정신이 번쩍 들어 치료가 되라고 전기 물고기를 만지게 하는 처방도 이루어졌다. 번개와 여타 출처의 전기가 같다는 것을 최초로 발견한 이들은 아랍인 들일 것이..

공학/전기전자 2022.01.13

하이브리드 자동차의 전망과 문제점

1. 하이브리드 자동차의 전망 하이브리드 자동차의 개념은 이미 1905년에 미국에서 특허출원되었다. 내연기관의 출력을 보조해줄 에너지원으로 축전지의 전기에너지를 쓴 초창기 하이브리드 엔진은 정지상태의 자동차를 10초 만에 시속 40 [km]로 가속하는 고성능을 보여주었다. 당시 통상적인 휘발유 엔진의 가속 성능이 10초 안에 시속 30 [km]를 넘지 못했던 것을 생각하면 놀라운 성능이지만 일반 엔진 관련 기술이 급발전하면서 수년 만에 격차가 줄어들었다. 그 결과 동력성능 개선을 위해 하이브리드 엔진을 개발하려는 시도는 역사의 뒤편으로 사라지게 되었다. 그러다 갈수록 심해지는 자동차 배기가스로 인한 공해문제를 해결하기 위한 방법으로 재부상한 하이브리드 자동차는 앞으로 수십 년 동안 자동차 기술동향을 지배..

공학/전기전자 2022.01.12

하이브리드 자동차

* 하이브리드 자동차 하이브리드 자동차는 하나의 자동차에 2종류 이상의 엔진을 장착한 자동차를 말하는데, 기존 휘발유, 디젤 등의 내연기관 엔진과 전기 모터를 동시에 장착한 형태가 대표적이다. 현재의 하이브리드 자동차는 출발 등 저속 주행 시 전기 모터를 사용하고 높은 출력이 필요한 경우 내연기관 엔진을 가동하는 방식이 주류를 이루고 있다. 전기 모터 구동에 필요한 전력은 차량 내에 장착된 2차 전지를 통해 얻는데, 브레이크 페달을 밞을 때 나오는 잉여의 에너지로 충전하거나, 주행 시 바퀴의 회전을 통해 충전하는 방식으로 운행 전 오랜 시간 동안 충전해야 하는 전기 자동차와 구별된다. LPG, 천연가스, 알코올 등과 같은 연료는 엔진을 크게 손보지 않아도 되기 때문에 실용화하기 어렵지 않은 반면 태양열을..

공학/전기전자 2022.01.10

자가방전과 MF 축전지

1. 자가방전 전지는 내부에 화학물질을 다량 함유하고 있다. 그러므로, 그냥 방치하고 있어도 화학반응에 의하여 용량이 줄어든다. 이런 현상을 자가방전이라고 한다. 자가방전에는 두 가지를 점검해야 한다. "retention capacity"와 "recovered capacity"가 평가 항목이다. Retention capacity이란 예를 들어 45℃에서 전지를 한 달간 방치하였을 때 한 달 후에 어느 정도의 용량이 없어지고 어느 정도의 용량이 남아 있냐를 표시하는 항목이다. 자가방전이 된 전지를 충전하여 방전시켜 보았을 때 용량의 몇% 용량이 방전는가를 나타내는 것이 recovered capacity이다. 일부 전지에서는 자가방전으로 전압이 0 [V] 가까이 되면 recovery가 안 되는 경우가 있다...

공학/전기전자 2022.01.09

다양한 축전지와 메모리 효과

1. 납산 축전지 축전지 중에서 가장 오래된 역사를 자랑하는 연축전지라고도 부른다. 비교적 싼 가격으로 전지 제조가 가능하고 기술 완성도가 높은 전지이다. 작은 전기제품으로부터 자동차용, 지게차의 동력용, 비상전원 공급 장치, UPS용, 전기 자동차용, 태양전지 발전용 등 다양한 부분에 작용되고 있다. 2. Ni-Cd 전지 가장 널리 사용되는 충전식 전지로서 매일 되풀이해서 사용하면 건전지보다 경제적으로 유리하다. 그러나 "메모리 효과"가 있어 완전히 방전 학지 않고 충전을 하게 되면 용량이 줄어드는 단점이 있다. 또한 카드뮴 성분의 환경 유해성 때문에 점차 생산량이 줄어들고 있는 추세이다. 코드리스 전화기, 전동 브러시, 면도기 등 매일 사용하는 기기에 적합하다. 양극에 니켈 산화물, 음극에 카드뮴 화..

공학/전기전자 2022.01.08

연료전지개발과 성능

1. 알칼리 전지 이용시간이 긴 헤드폰 스테레오나 카메라의 스트로보 등에 이용된다. 이 전지는 19세기 말부터 연구되어 1960년대에 실용화됨과 동시에 급속히 보급되었다. 종래의 건전지 기기에 비해 대 전류를 필요로 하는 포터블 CD/MD, 액정 TV, 전자수첩, PDA, 휴대게임기, 호출기 등의 전지 사용 기기가 증가하면서 최근 수년간 망간 건전지에서 알칼리 건전지로 바뀌고 있는 추세다. 전압 안전성이 좋아서 보통의 사용조건에서는 용량이 망간 건전지의 약 3배이며, 고 부하 연속 방전에서는 약 10배의 용량이 된다. 그러나 망간 건전지에 비해서 1개당 수은 함유량이 많기 때문에 건전지 공해를 증폭시킬 우려가 있다. 2. 알칼리-망간전지 망간 건전지의 중성 전해액 대신 염기성 용액을 사용한 건전지이다. ..

공학/전기전자 2022.01.07

전지의 역사와 망간 전지

1. 전지 전지는 내부에 들어있는 물질의 화학 에너지를 화학반응에 의해 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 정확한 의미에서 "Battery"라는 용어는 두 개 이상의 셀의 집합체를 나타내지만, 보통 단위 전지에도 사용되고 있다. 전지는 구성 물질 간의 화학반응이 일어나 전자가 도선을 통하여 외부로 빠져나갈 수 있도록 특별한 내부구조로 이루어져 있으며, 도선을 통하여 외부로 빠져나갈 수 있도록 에너지의 원천이 되어 인간에게 유용한 활용성을 제공한다. 자동차의 전기 장치는 기관이 시동되어 있을 때는 발전기가 전력을 공급하지만, 기관이 정지하고 있거나 시동할 때의 필요한 전력은 축전지에 의존하게 된다. 그리고 축전지는 기관이 운전되고 있을 경우에는 발전기의 출력이 부족하거나 전압 변동이 있을 때에 이를 보상하여..

공학/전기전자 2022.01.06

직류모터와 교류모터의 차이

1. 직류모터와 교류모터의 차이 모터는 일반적으로 회전자와 고정자로 구성되어 있다. 직류모터는 고정자에 일정한 전류가 가해져 발생하는 자장 또는 영구자석에 의해서 발생하는 자장 내에서 회전자의 코일이 받는 힘에 의해서 회전하게 된다. 이때 정류자를 이용하여 회전자가 회전하더라도 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어 주어 항상 일정한 방향으로 회전력이 발생하도록 해준다. 직류모터의 호전력은 전류에 비례하고 회전 속도는 전압에 비례하는 특징이 있다. 우리 주변에서는 소형 장난감에 사용되는(영구자석) 모터나 청소기에 사용되는 모터가 직류모터이다. 교류 모터는 보통 유도 모터라고도 한다. 교류 모터는 고정자 권선에 교류를 흘려주면 이때 발생하는 자장의 변화에 의하여 회전자에 전류가 유도되어 회전력이 발생하게 된다..

공학/전기전자 2022.01.05

DC모터와 AC모터

1. DC 모터 DC브러시 모터 : 일반적인 DC 모터이다. 플레밍의 왼손법칙을 이용한 모터로서, 정류자의 전류를 흘렸다 끊었다 하는 일련의 과정마다 전류의 방향을 반대로 해주어야 하기 때문에, 반드시 브러시라는 기계적인 요소가 필요하다. 브러시는 정류자 편에 전류를 공급해 주지만, 기계적인 요소라, 브러시가 닳아 없어지는 단점이 있다. 따라서 주기적으로 브러시를 교체하지 않으면 안 된다. 또한 브러시가 닳아가면서 모터의 성능 또한 저하되고, 분진이 날리는 등 환경적인 문제가 대두된다. 장점으로 제어가 간편하고, 토크가 전류에 비례하므로 단순히 전류 제어 만으로 토크 직접 제어를 행할 수 있다. DC 브러시리스 모터 : 브러시가 부착된 DC 모터에서는 정류자와 브러시의 접촉에 의해서 코일에 전류를 흐르게..

공학/전기전자 2022.01.04