에너지기술Ⅰ에너지원의 이용1.에너지와 에너지원?에너지란? 일을 할 수 있는 능력?에니지원이란? 에너지를 제공하는 자원에너지원의 특성 비교종류물 질(재생이 불가능한 에너지)자연현상(재생가능한 에너지뜻물질이 연소하거나 핵융합 또는 핵분열 반응을 일으킬 때 방출하는 에너지원지구 환경이나 우주 공간에 잠재된 에너지가 자연 현상에 의하여 끊임없이 방출되는 에너지원종류화석연료(석탄, 석유, 천연가스), 우라늄 등풍력, 수력, 조력, 파력, 태양력, 지열 등장점다루기 쉽다.에너지 밀도가 높다.고갈될 염려가 없다.대부분 재생이 가능하다.환경오염의 염려가 없다.단점고갈될 염려가 있다.대부분 재생이 불가능하다.환경오염의 염려가 있다.에너지 밀도가 낮다.고도의 에너지 기술이 필요하다.비용이 많이 든다.?에너지와 일, 일률?일: 1J은 1N의 힘이 작용하여 1M를 이동시켰을 때 한 일의 양(에너지의 양 = 일의 양)-충격량 = 힘(F)×시간(t)-일(W) = 힘(F)×시간(t) ⇒ 1(J) = 1N×1M(1MJ=1000KJ=1000000J)?일률: 1W는 1초 동안에 1J의 일을 하는 것을 의미한다.-일률(W) =⇒ 1J/s=1W(1MW=1000KW=1000000W)-1미터마력=75kgfㆍm/s=75×9.8Nㆍm/s=735J/s=735W?에너지의 변환여러 가지 형태의 에너지와 변환①역학적 에너지(기계적 에너지)위치에너지와 운동에너지가 있다. 물건을 들어올리면 운동에너지가 위치에너지가 되고 떨어트리면 위치에너지가 운동에너지가 된다.-운동에너지가 한일은 속도 변화의 제곱에 비례 한다.-위치에너지가 한일은 높이 변화에 비례한다.②열에너지열은 물체의 온도를 높여 부피를 팽창시키기도 하고 상태 변화(기화, 액화, 승화 등)를 일으키기도 하는 에너지의 일종이다. 물체는 내부에너지를 가지고 있으며 이것이 변할 때 일부 또는 전부가 열의 형태로 에너지가 방출된다. 열의 이동(열전달)은 열의 양 차이가 아니라 온도차에 의해 일어난다. 열전달은 전도, 대류, 복사의 형태로 이루어진다.③화학에너지모든해서 발생한다. 즉 바람은 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 불며 기압차가 클수록 빠르게 이동한다. 기압의 차가 생기는 이유는 지역에 따라 태양열을 받는 양이 서로 다르기 때문이다.풍력 발전의 원리풍력은 풍속과 풍향에 큰 영향을 받는데 바람은 항상 속도와 방향이 일정하지 않으므로 바람이 강하고 일정하게 부는 해안이나 산간 지역을 찾는 것이 중요.②지열에너지: 지표에서 땅속으로 들어가면 100M당 약 3℃정도 상승한다. 이러한 비율로 지구의 중심부에 이르면 엄청난 고인이 될 것으로 예상되지만 여러 자료에 의하면 지구의 중심부는 수천도에 달한다. 지열의 원인인 마그마는 지각의 틈을 다라 지표의 가까운 부분까지 이동하여 지각의 약한 부분을 뚫고 지표면으로 분출하기도 하는데, 그 온도는 수백 도에서 1000℃정도를 유지하고 있다.※지열 발전지상의 차가운 물을 파이프를 통해 열원의 바닥으로 공급된다. 이 물은 열원에서 가열되며 다른 파이프를 통해 배출되어 과열 증기로 만들어져서 증기 터빈을 돌린다. 증기 터빈에서 사용한 증기는 액화되어 다시 주입구를 통해 순환된다. 배출구에서 배출된 물이 100℃이상이면 발전에 이용되지만 온도가 그 보다 낮으면 난방용으로 사용된다.지열 발전의 원리③해양에너지해양 에너지의 종류종류설 명조력 에너지간만의 차에 의해 발생하는 해면의 수위차를 이용하는 에너지파력 에너지파도에 의한 해면의 운동 에너지를 이용해서 터빈을 회전시켜 얻는 에너지해양 온도차에너지해양 표면층의 온수(25~30℃)와 심해의 냉수(5~7℃)와의 온도차를 이용하는 에너지?조력에너지조력은 지구가 자전하면서 달과의 인력변화에 따라 바닷물이 밀물과 썰물로 바뀌게 하는 힘을 말하며 이에 따라 해안의 바닷물 높이가 변화한다. 조력 발전은 밀물과 썰물의 차가 큰 곳에 땜을 건설하여, 밀물 때 바닷물을 가두었다가 수위차가 가장 큰 썰물 때 방류하여 터빈(수차)을 돌려서 전기를 발생시킨다.※조력을 할 수 있는 조건-간만의 차가 평균 10m이상인 곳-하구나 만에 바닷물을 가두어 밀물과 썰물의 양광선을 반사체를 이용하여 한곳으로 집중시켜 높은 온도를 얻는 장치로 현재 2000~3000℃까지 얻고 이다.ⅱ.태양광 시스템: 태양전지는 태양광을 전기에너지로 바꾸어 준다. 즉, 반도체 실리콘에 의하여 광에너지를 열에너지로 바꾸고 이것을 다시 전기에너지로 변환시켜 발전을 한다.?물질에너지원①화석에너지연료의 가공법과 가공품화석연료의 종류나무석탄석유천연가스가공법건류건류분별증류가공품목탄코크스석탄가스석유가스(PG), 가솔린, 등유, 경유, 중유, 찌끼유 등액화 천연 가스(LNG)※건류: 공기를 차단하고 물질을 가열하여 휘발성 성분과 비 휘발성 성분으로 나누는 방법?석탄: 석탄은 지질시대의 육상ㆍ수생식물이 퇴적되어 땅속에 매몰된 후 변질(석탄화작용)된 흑갈색 가연성 암석이다. 성분은 주로 탄소로 되어있고 수소와 산소 미량의 질소, 황, 무기물 등이 포함되어 있다.※석탄화 작용: 식물이 말라 죽은 후 땅속에 퇴적되어 썩지 않은 상태로 가압ㆍ건류 작용을 받아 석탄으로 변하는 현상?석유: 유전에서 채취한 원유는 갈색 또는 흑갈색의 끈적끈적한 액체로서 주성분은 탄화수소이다. 원유에서 염분을 제거한 다음 적당한 온도로 가열하여 분별 증류시키며 석유는 분별증류 된 개체들을 총칭하는 것이다.상압증류상압증류는 상압(1기압)에서 원유를 끓는점의 차이로 증류하는 것으로서 석유가스, 가솔린, 등유, 경유, 찌끼유 등을 얻기 위한 방법이다. 일반적으로, 혼합 액체를 가열하면 끓는점이 낮은 성분이 먼저 증발하여 높은 곳으로 이동한다. 증류탑안의 온도는 위로 올라갈수록 낮아지므로 끓는점이 높은 물질은 주변온도보다 높으면 액화되어 밀도가 커져 다시 내려온다. 하강하던 액체는 내려오는 도중에 주변의 온도보다 끓는점이 낮으면 다시 기화되어 상승하게 된다. 이러한 과정이 반복되면서 증류탑의 일정 높이마다 일정한 온도가 형성되어 끓는점이 비슷한 물질들이 모이게 된다. 이렇게 몇 가지 온도로 나누어 액화한 유출물을 유분이라고 하며 연속조작이 가능하다.?천연가스: 천연가스는 가스전에서 직접 채취한 것으로 이와 같은 고온ㆍ고밀도의 플라스마 처리 장치를 플라스마 속박장치(토카막)라고 한다.핵융합 반응실험용 플라스마 속박 장치(토카막)※중수소(deuterium, D/²H): 원자량이 약 2인 수소의 동위 원소. 중수소의 핵은 하나의 양성자와 하나의 중성자로 구성되며, 질량은 수소 핵질량의 약 2배 정도이다. 중수소는 보통 수소보다 매우 느리게 반응하는 성질을 가지고 있다.※삼중 수소(tritium, T/³H): 원자량이 약 3인 수소의 동위 원소, 삼중 수소의 핵은 수소 핵질량의 약 3배 정도이며, 1개의 양성자와 2개의 중성자로 구성된다. 중수소와 삼중 수소와이ㅡ 핵융합은 많은 양의 에너지를 방출한다.※플라스마: 물질이 초고온이 되면 중성자는 완전히 원자핵과 전자로 분리되어 전자와 이온의 +와 -의 전하가 대략 같은 고온의 가스상태가 되는 것을 말한다.핵융합 반응지학사 135페이지③수소에너지수소에너지는 생산비용이 매우 비싸고 수송과 저장기술이 실용화 되어 있지 않다 그러나 21세기 중요 에너지원이 되리라는 전망이 지배적이다-물을 원료로 하여 제조할 수 있다.-연소 시 극소량의 질소 외에는 공해 물질이 배출되지 않는다.-직접 연소가능, 연료 전지 등의 연료로도 사용 간편-단위 질량당 발열량이 매우 크다.-가스나 액체 상태로 쉽게 저장하여 수송할 수 있다.-산업용 기초 소재에서부터 현재의 에너지 시스템의 거의 모든 분야에 응용될 수 있다.※액체수소 1g의 발열량은 2900kcal로, 가솔린의 2배가 넘는다.④연료전지연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 직류 발전장치이다. 연료 전지에서 연료(수소, 천연가스, 나프타, 메탄올)는 기체 상태로 음극으로 공급되고 산화제(산소)는 양극으로 공급되면서 이들 사이의 반응 에너지가 전기에너지로 변환된다. 연료전지는 배기가스와 소음이 없으나 연료전지 시스템을 갖추는데 비용이 많이 들고 연료에 포함된 미량의 불순물에 의해서도 크게 영향을 받으며 내구성 시험이 완벽하게 끝나지 않아 널리 보급되지 않고 있다.음극에서는 수소한다.습윤 포화 증기의 온도와 압력을 더 높이려면 물과 수증기를 분리시켜야 한다. 액체로부터 분리된 수증기를 건조 포화 증기라고 하며, 이것을 더 가열하면 고온ㆍ고압의 과열 증기가 된다.물→가열습윤포화증기→가열건조포화증기→과열기과열증기보일러에 물을 넣고 1기압보다 높은 압력을 유지한다.100℃보다 높은 온도에서 끓는다. 물과 수증기가 공존하며, 가열하여도 수증기만 발생하고 온도는 오르지 않는다.물과 분리되어 수증기만 존재 한다.고온ㆍ고압의 수증기로 팽창력 매우 크다.?원자로원자로는 핵분열 연쇄 반응에 의해 발생하는 막대한 열에너지로 물을 가열하여 고온ㆍ고압의 증기를 발생시키는 장치이다.①원자로의 구성-핵연료: 핵분열을 일으키는 물질(천연 우라늄, 농축 우라늄, 플루토늄 등)-감속재: 고속 중성자를 열중성자로 감속시키는 물질(흑연, 경수, 중수 등)-제어봉: 중성자를 잘 흡수하는 재료(카드뮴, 붕소, 하프늄 등)로 봉을 만들어 핵연료 속에 끼워 넣으면, 핵분열 반응에 의해 방출된 중성자의 일부를 흡수시킬 수 있다.-반사벽: 노심에서 누설되는 중성자를 반사시켜 노심으로 되돌리는 반사체(감속재와 같은 재료)-차폐벽: 중성자와 γ(감마)선의 외부 누설을 막는 벽(납이나 철, 수소 또는 붕소를 함유한 콘크리트나 물)방사선의 종류와 투과력αβγ②원자로의 종류: 원자로는 냉각재의 종류나 핵연료에 따라 경수로, 중수로, 흑연로 등으로 나뉜다.※가압수형 경수로가압수형 경수로의 원리㈀가압 경수로의 작동원리?핵연료가 들어 있는 원자로 압력 용기에 냉각재 펌프로 물을 채운다.?채워진 물은 핵분열에 의해 뜨거워지지만, 가압기에 의한 압력 때문에 증기로 기화되지 못하고 고온ㆍ고압의 열수(뜨거운 물)가 된다.?고온ㆍ고압의 열수는 증기 발생기로 보내진다.?증기 발생기의 열수는, 주변의 다른 차가운 물을 가열하여 증기를 발생시키고, 냉각재 펌프에 의해 압력 용기로 되돌아간다.?발생된 수증기는 터빈에 공급되어 발전기를 돌려서 전기 에너지를 발생시킨다.?터빈을 통과한 수증기는 복수기에서 바닷물 한다.
☆기계의 이해☆Ⅰ간단한 기계와 기계요소1.기본기계기본기계: 오랫동안 사용되어 온 기계는 지렛대, 수레바퀴, 빗면, 나사, 도르래 등 다섯 가지를 기본 구성 요소로 삼았다.①지렛대: 손톱깍이, 병따개②수레바퀴: 자전거, 자동차③쇄기: 도끼④도르래: 엘리베이터, 기증기2.자전거와 기계요소(1)자전거의 구조와 작동?자전거의 구조자전거의 구조자전거 구성구성요소역할차체부포크, 파이프 등자전거의 전체적인 골격과 외형을 유지하는 부분동력전달부페달, 크랭크, 스프로킷, 체인, 허브 등페달로부터 뒷바퀴까지 힘과 운동을 전달하는 부분제동부브레이크, 브레이크 레버, 브레이크 와이어바퀴의 회전을 조절하거나 멈추게 하는 부분조향부핸들, 핸들 포스트, 손잡이 등자전거의 진행 방향을 조정하는 부분기 타경음기, 안장 짐받이 반사재 등자전거 이용자의 안전성과 편리성을 유지하는 부분?동력의 전달과 제동①자전거의 동력전달 순서발의 힘 → 페달 → 크랭크 → 크랭크축 → 큰 스프로킷 → 체인 → 작은 스프로킷 → 뒷바퀴②자전거의 주요 구성요소-림과 타이어: 림의 바깥둘레에는 타이어가 끼워져 있다.-안장: 승차감이 편안하고 안정된 느낌을 주어야 한다.-핸들과 손잡이: 자전거 운행시 운행 방향을 안내한다.-공기밸브: 타이어의 공기압을 조절할 때 사용한다.-브레이크: 마찰력을 이용하여 바퀴를 제동한다.-큰스프로킷: 크랭크축의 회전을 체인에 전달한다.-작은 스프로킷: 체인의 회전력을 뒤허브에 전달한다.-체인: 큰 스프로킷의 회전을 작은 스프로킷에 전달한다.-앞허브: 앞바퀴의 중심 부분으로, 허브에 바퀴살이 끼워져 있다.-앞포크: 핸들이 가볍게 조작되도록 활 모양으로 구부러져 있다.(2)자전거의 기계요소기계요소: 자전거에서의 나사, 볼트와 너트 등과 같이 여러 가지 기계에 기본적이며 공통으로 사용되는 기계 부품을 말한다.구 분기 계 요 소결합용 기계 요소나사, 볼트, 너트, 핀, 키, 리벳 등축용 기계 요소축, 베어링, 클러치 등전동용 기계 요소마찰차, 기어, 풀리, 체인, 로프, 링크, 캠 등관용 기계 기계 부품을 조립하거나 힘과 운동의 전달 등에 쓰인다.ㄱ.나사의원리: 둥근 막대에 직각 삼각형 종이를 감으면 종이의 빗변이 막대의 둘레에 곡선을 만든다. 이 곡선을 나사선이라 하며 이 나사선을 따라 일정한 단면의 홈을 만든 것을 나사라 한다.ㄴ.피치와 리드: 나사산에서 바로 그 다음 나사산까지의 거리를 피치(pitch)라 하며, 나사가 한 바퀴 돌때 축 방향으로 움직인 거리를 리드(lead)라 한다.나사의 원리ㄷ.나사의 크기: 나사의 크기는 바깥지름으로 나타내는데, 이를 호칭치수라고 한다.ㄹ.볼트와 너트: 머리 달린 둥근 막대에 수나사로 깍은 것을 볼트(bolt)라 하고, 두꺼운 강편의 안쪽에 암나사로 깍은 것을 너트(nut)라고 한다.나사의 각부 명칭ㅁ.나사의 종류-나사 위치에 따라: 수나사, 암나사-죔 방향에 따라: 오른나사, 왼나사-나사산 줄 수에 따라: 한줄 나사, 다줄나사-나사산 모양에 따라: 삼각나사, 사각나사, 사다리꼴나사, 톱니나사, 둥근나사나사산 모양에 따른 나사의 종류와 용도②핀과 키:ㄱ.핀: 핀은 큰 힘이 걸리지 않는 부품을 고정하거나 너트의 풀림을 방지하는데 주로 사용하는 기계요소이다.핀의 종류평행 핀테이퍼 핀분할 핀?굵기가 일정?끝이 점점 가늘어 진다.?핀을 꽂은 다음 끝을 벌려서 빠지지 않게 한다.ㄴ.키: 키는 기어, 벨트풀리, 핸들 등의 회전체를 축에 고정시켜 미끄럼 없이 회전을 전달시킬 때에 사용하는 기계요소이다.키의 구조?축용 기계요소축용 기계요소: 축 부분에 사용되는 기계요소로, 축, 베어링, 클러치 등이 있다.①축: 축은 기계에서 회전 운동을 동력을 전달시키는 회전체의 중심 막대로, 여기에 기어, 벨트풀리, 스프로킷 등을 끼워 회전시킨다.자전거의 축-종류: 바퀴만 회전하는 차축, 축과 바퀴가 고정되어 함께 회전하는 전동축, 왕복운동을 회전운동으로 바꾸어 주는 크랭크축 등이 있다.②베어링: 축을 받쳐 주는 기계요소로, 축이 회전할 때에 마찰 저항을 적게 하여 원활하게 회전할 수 있도록 한다.ㄱ.미끄럼베어링: 축과의 접촉면이 넓은 힘을 받치는 데 적합하다. 구름 베어링은 점접촉을 하는 볼 베어링과 선 접촉을 하는 롤러 베어링이 있다.미끄럼 베어링구름 베어링?그 밖의 기계요소①스프링: 물체의 탄성을 이용하여 외부의 충격이나 진동을 줄이거나, 에너지를 저장하는 데 사용되는 기계요소-종류: 나사모양으로 감아 올린 코일 스프링, 얇은 탄성 강판을 겹쳐 놓은 겹판스프링, 얇고 폭이 좁은 탄성 강판을 소용돌이 모양으로 감아 놓은 태엽스프링,고무로 된 용기(벨로스) 안에 압축공기를 넣어 공기의 탄성을 이용한 공기스프링스프링의 종류자전거에 사용되는 스프링의 종류②브레이크: 기계의 운동을 마찰력에 의하여 그 속도를 줄이거나 멈추게 하는 기계 요소ㄱ.마차 브레이크: 띠 브레이크, 블록 브레이크, 원판 브레이크 등이 있다. 띠 브레이크는 자전거의 뒷바퀴와 자동차의 수동 브레이크에 사용되며, 블록 브레이크는 자전거의 앞바퀴와 자동차 바퀴 등에 사용된다.ㄴ. 전자 브레이크: 운동 에너지를 전기 에너지로 바꾸어서 제동을 하는 것으로, 일반 기계나 공작 기계등에 널리 사용된다.브레이크의 종류③관용 기계요소관용 기계요소: 기체나 액체를 수송할 쓰이는 것으로, 관, 관이음, 밸브 등이 있다.ㄱ.관: 자전거의 프레임과 같이 구조물의 부재로도 사용되지만, 주로 물, 기름, 증기, 가스 등의 유체를 수송하는 통로로 사용된다. 재료에 따라 강관, 주철관, 구리관, 고무관, 합성수지관 등이 있다.ㄴ. 관이음: 관을 이어 길이를 길게 하거나 관의 방향을 바꿀 때에 사용하는 기계요소로, 엘보, 티, 크로스, 유니언 등이 있다.ㄷ, 밸브: 관 속에 흐르는 유체의 양이나 압력 등을 조절하거나 흐르는 방향을 바꾸어 주는 기계요소이다. 밸브에는 글로브 밸브, 앵글밸브, 단속밸브, 첵밸브, 콕 등이 있다.※밸브와 콕: 콕은 비교적 유체의 압력이 작은 곳에 사용하며, 신속한 개폐가 이루어지게 한다. 반면 밸브는 유체의 압력이 큰 곳에 사용하며, 개폐가 콕에 비해 느리게 이루어진다.(3)자전거의 점검 및 정비?자전거의 점검과 정비 방법점?안장 높이 조절 나사를 풀어서 조정한다.브레이크 부분?브레이크의 제동 상태?브레이크 블록과 와이어의 손상 여부?부드럽게 작동하도록 볼트와 너트를 죈다.?브레이크 블록과 림의 간격을 1~2mm 정도로 조정한다.바퀴 부분?타이어의 공기압 및 파손 여부?바퀴살의 고정 상태?공기가 새지 않도록 밸브를 죈다.?늘어진 바퀴살은 림의 고장을 잡아가며 늘린다.동력 전달 부분?체인의 늘어짐 정도?페달 나사의 조임 상태?체인 장력 조절 너트를 풀어서 조정한다.?페달 나사를 죈다.기타 부분?전조등의 점등 및 고정 상태?경보벨의 작동 및 고정 상태?10mm 전방에서 빛무리가 형성되도록 한다.?30mm 밖에서도 들릴 수 있도록 뚜껑과 대 사이를 조절한다.?정비용 공구자전거 정비용 일반공구자전거 정비용 전용공구3.동력 전달 장치(1)회전 운동 전달 장치회전운동 전달 장치: 회전운동의 방향이나 속도를 바꾸는 데 사용-직접 전동 장치: 마찰차 전동, 기어 전동 등-간접 전동 장치: 체인 전동, 벨트 전동 등?마찰차 전동①정의: 마찰차 전동은 두 개의 마찰차를 직접 접촉시켜, 그 접촉면에서 발생하는 마찰력을 이용하여 두 축 사이에 동력을 전달하는 장치②특징: 두개의 마찰차가 구름 접촉을 하면서 회전하므로 약간의 미끄럼이 있어, 확실한 회전 운동의 전달이나 큰 동력을 전달하는 데에는 적합하지 않다. 그라나 운전 중 접촉을 유지한 상태로 마찰차를 이동시킬 수 있어, 두 축 사이의 동력을 자주 변경할 필요가 있을 때에 사용한다.마찰차의 이용(자전거)마찰차 전동?기어 전동①정의: 기어전동은 구름 접촉을 하는 원통의 둘레에 이를 만들어 놓은 기어가, 서로 맞물려 돌아가며 동력을 전달하는 장치②특징: 서로 맞물리는 기어의 잇수를 바꿈에 따라 회전 속도가 바뀌고, 두 축이 평행하지 않아도 미끄럼 없이 동력을 전달할 수 있다. 기어 전동은 두 축 사이의 거리가 짧은 경우나, 또는 정확한 속도비를 얻을 수 있어 전동 장치, 변속 장치 등에 널리 쓰인다.기어의 종류 및 특징종류모양축관계 및 특징용도평기어? 적다.자동차의 구동 장치웜과 웜기어?큰 감속비를 얻을 수 있다.감속 장치, 멍키스패너 등래크와 피니언?두 축이 평행할 때 쓰인다.?회전 운동을 직선 운동, 직선운동을 회전운동으로 바꾼다.선반, 사진기 등의 이송기구③종류ㄱ.두 축이 평행한 기어: 평기어, 헬리컬 기어, 래크와 피니언ㄴ. 두 축이 교차된 기어: 베벨기어ㄷ. 두 축이 평행ㆍ교차하지 않는 기어: 웜과 웜 기어, 스크루 기어?체인전동①정의: 체인 전동은 체인을 스프로킷의 이에 하나씩 물리게 하여 동력을 전달하는 장치②특징: 체인 전동은 기어 전동처럼 미끄럼이 없고, 큰 동력을 전달할 수 있으나, 소음과 진동을 일으키기 쉬워 고속 회전이나 정숙한 운전이 필요한 곳에는 적합하지 않다. 체인 전동은 주로 두 축 사이의 거리가 비교적 멀어서 기어 전동을 사용 할 수 없고, 확실한 전동이 필요한 곳에 사용된다. 체인의 종류에는 자전거 등에 흔히 사용되는 롤러 체인과 소음이 적은 사일런트 체인 등이 있다.체인의 종류?벨트 전동①정의: 벨트 전동은 벨트와 벨트 풀리 사이의 마찰력을 이용하여 힘과 운동을 전달하는 장치이다.②특징: 벨트전동은 풀리와 벨트면 사이에서 미끄럼이 발생할 수 있으므로 정확한 회전비를 필요로 하는 동력이나 큰 동력의 전달에는 적합하지 않다. 벨트 전동은 기어 전동이나 마차라 전동처럼 직접 동력을 전달 할 수 없을 때나, 동력을 전달하는 두 축 사이의 거리가 비교적 멀 때 사용된다.벨트 걸기바로걸기엇걸기두개의 벨트 풀리를 같은 방향으로 회전시키고자 할때두 개의 벨트 풀리를 서로 반대 방향으로 회전 시키고자 할 때?로프 전동①정의: 로프전동은 벨트 전동 장치와 비슷하나 풀리의 링에 홈을 파고, 여기에 로프를 걸어감과 힘과 운동을 전달하는 장치이다.②로프 전동의 특징: 평벨트에 비하여 미끄러짐이 적으며, 두 축 사이가 멀 때 사용된다. 큰 동력을 전달하는 곳과 고속회전에 적합하며, 로프의 수를 많게 하면 더 큰 동력을 전달할 수 있다.③로프 전동의 이용: 케이블카, 엘리베이터, 크레인 등에 이용된다.
☆컴퓨터와 정보처리☆Ⅰ.컴퓨터의 구조와 원리1. 정보화 사회와 컴퓨터(1)정보화 사회?정보: 개인이 활동하는데 도움이 되는 여러 가지 자료나 지식 경험 등을 통틀어 말한다.?정보화 사회: 정보의 가치가 증대되어 정보가 물질이나 에너지보다도 더 큰 가치를 갖는 사회를 정보화 사회라고 한다.(2)정보화로 인한 생활의 변화홈뱅킹, 재택근무, 원경화상회의 및 원격교육 등도 가능해져 우리의 생활 형태가 새롭게 바뀌고 있다.(3)컴퓨터의 정의?과거 컴퓨터의 정의: 계산하는 것, 계산하는 장치?현재 컴퓨터의 정의: 인간의 지시에 따라 다양한 일을 신속ㆍ정확히 처리해 주는 장치(4)컴퓨터의 특성?처리의 정확성 ?처리의 신속성 ?처리의 대용량성 ?처리의 범용성?컴퓨터의 처리속도 단위밀리초(㎳)1/10초마이크로초(㎲)1/10초나노초(㎱)1/10초피코초(㎰)1/10초?기억용량 단위byte=8bitKB=2byteMB=2KBGB=2MBTB=2GB?컴퓨터의 작동원리컴퓨터는 2진수 형태의 전기적 신호에 맞춰 입력가능한 모든 문자, 숫자, 부호등의 각각에 2진수로 구성된 코드를 부여하여 사용하며 여러 가지 코드종류 중 현재 가장 널리 사용되는 것으로는 아스키코드(ASCII)코드가 있다.2. 컴퓨터의 구성과 원리(1)하드웨어의 구성?중앙처리장치①제어장치- 프로그램의 명령을 차례대로 해석하고 그 결과에 따라 각 장치들이 동작을 하도록 지시를 내리는 장치이다.②연산장치- 제어장치의 지시에 따라 기억장치에 저장 되 있는 자료를 읽고 산술연산이나 논리연산을 수행하는 장치이다.③주기억 장치- 컴퓨터를 사용하는 동안 처리할 프로그램과 자료들을 기억시키는 장치이다.?RAM(Random Access Memory): 내용을 읽고 쓸 수 있어 컴퓨터 내부에서 이용되는 일종의 작업공간과 같은 기억장치, 휘발성?ROM(Read Only Memory): 특수한 목적으로 읽을 수 만 있도록 그 내용을 변경시킬 수 없는 기억장치, 비휘발성?입력장치- 숫자, 문자, 그림, 소리 등을 컴퓨터가 처리할 수 있게 바꾸어 주기억 장치로 읽어 들이는 장치이다.(ex: 키보드, 마우스)?출력장치- 컴퓨터로 처리한 결과를 사람이 알아 볼 수 있도록 문자, 도형, 음성 등의 다양한 형태로 제공해 주는 장치이다.(ex: 모니터, 프린터)?보조기억장치- 현재 사용하지 않는 프로그램이나 자료를 안전하게 보관하고 있다가 필요할 때 주기억 장치에 제공하는 장치이다.?기타 하드웨어①메인보드: 중요한 전자부품들이 모여있는 회로기판②비디오카드: 그래픽카드, 컴퓨터에서 이미지를 모니터에 표시할 때 필요한 장치③사운드카드: 소리를 들을 수 있게 해주는 장치④모뎀: 멀리 떨어져 있는 컴퓨터를 전화선으로 연결하여 정보를 주고받을 수 있게 한 장치⑤랜카드: 네트워크에 접속할 수 있도록 컴퓨터 내에 설치되는 확장카드⑥확장슬롯: 사운드카드나 모뎀 등과 같은 컴퓨터의 성능을 향상시켜 주기 위한 카드를 꽂는 곳(2)소프트웨어의 구성?시스템 소프트웨어하드웨어를 편리하고 효율적으로 사용할 수 있도록 도와주는 프로그램①운영체제: 사용자의 요구를 하드웨어에 전달하여 컴퓨터를 보다 편리하고 효율적으로 사용 할 수 있도록 사용자와 하드웨어를 연결하여 준다.(ex: Dos, 윈도우)②처리프로그램: 사용자가 만든 프로그램을 컴퓨터가 이해 할 수 있도록 기계어로 번역하는 언어번역 프로그램과 사용자가 자주 사용하는 기능들을 제공하는 유틸리티프로그램이 있다.?응용소프트웨어어떤 특정한 문제를 해결하기 위하여 작성된 프로그램①패키지프로그램-특정한 분야에서 공통적으로 사용할 수 있도록 소프트웨어 전문업체에서 개발한 프로그램이다.
☆컴퓨터와 생활☆Ⅰ인터넷의 활용1. 인터넷의 개요(1)인터넷이란①인터넷의 역사1969년 미국 국방성에서 군사정보를 보호하기 위하여 자원을 분산시킴으로 써 피해를 최소화할 목적으로 아파넷(ARPAnet)이라는 네트워크를 구축하였다. 그 이후 아파넷의 규모가 점차 확대되면서 1983년 군사 네트워크는 밀넷(MILnet)으로 따로 분류되었고 아파넷에 TCP/IP프로토콜을 적용하면서 지금의 인터넷 기반이 만들어 졌다. 그 후 1987년 미국 과학 연구 기금(NSF: National Science Foundation)이 순수 연구를 목적으로 여섯 개의 슈퍼 컴퓨터를 연결하여 NSFnet을 구축하면서 현재 인터넷의 모습을 갖추게 되었다.②인터넷 용어ㄱ.네트워크(network): 그물망 또는 전산망이라는 뜻으로 두 대 이상의 컴퓨터를 서로 연결하여 자료를 주고받기 쉽게 하는 것이다.ㄴ.인터넷: 전 세계의 컴퓨터들이 연결되어 구축된 컴퓨터 통신망을 말한다. 인터넷은 정보검색, 전자우편, 온라인 대화, 광고ㆍ홍보, 전자 상거래 등에 사용된다.ㄷ. 프로토콜(protocol)통신에서의 규칙으로 서로 언어가 다르면 의사소통을 할 수 없듯이 서로 다른 시스템 사이에서 자료를 주고받을 때 특정한 규칙이 없으면 자료를 공유할 수 없다. 따라서 공통적으로 사용하는 통신 규약을 프로토콜이라 한다.(ex: http도 통신망에서 웹문서를 전송하기 위해 사용되는 통신규약이다)ㄹ. TCP/IP(Transmisson Control Protocol/Inter-net Protocol): 인터넷의 연결과 정보 전달을 안정적으로 하기 위하여 필요한 통신에서의 규칙을 말한다.(2)인터넷의 주소(address)?IP어드레스전세계의 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터는 고유의 IP어드레스를 가진다.?IP어드레스의 예: 128.134.77.133?도메인IP어드레스는 기억하기 힘들고 틀릴 가능성이 많아서 컴퓨터의 주소를 기억하기 수비도록 상징화시켜서 영문자로 표시하는 방식을 사용하는데, 이것을 ‘도메인(Domain)이라고 한다.www.bluehouse.go.kr컴퓨터이름기관의 이름기관의 성격국가명도메인 네임의 기관 종류분류미국그 외 국가분류미국그 외 국가회사comco통신망 관련 기관netnm학교 및 교육 기관eduac단체orgor정부 기관govgo군사 기관milㆍ※국가명한국→kr, 일본→jp, 독일→du, 영국→uk, 미국→us, 캐나다→ca(3)인터넷 서비스?WWW(World Wide Web)WWW(World Wide Web)은 그래픽 방식의 인터넷 정보 제공 서비스를 의미한다.?웹 브라우저인터넷에 연결된 상태에서 각종 정보를 검색하여 컴퓨터 화면에 나타내 주는 프로그램으로, 익스플로러와 넷스케이프 등이 있다.※HTML(hyper text markup language): 인터넷에서 정보 표현에 사용되는 언어의 이름으로 인터넷에서 웹을 통하는 대다수의 웹 문서들이 HTML로 작성된다.?전자우편(E-mail)gildong@edunet.net이용자 번호로서 ID라고 한다.‘앳(at)’라 하며 이용자 번호와 메일 서버명을 구분하는 기호이다.메일 서버 이름※호스트 컴퓨터 시스템(host computer system)다른 컴퓨터 또는 사용자로부터 요청을 받아, 이 요청을 처리해 줄 수 있는 능력을 가진 컴퓨터 시스템※메일 서버: 컴퓨터 네트워크에서 전자 우편의 송수신 업무를 처리하는 서버?파일전송(FTP:File Transfer Protocol)다른 컴퓨터와 접속하여 파일을 서로 주고받을 수 있는 서비스가 파일 전송 서비스로서 FTP는 파일 전송을 담당하는 프로토콜을 의미한다.?인터넷 채팅(IRC: Internet Relay Chatting)전 세계의 이용자들과 대화를 나눌 수 있는 서비스이다.?원격접속(Telnet)원격 접속 서비스는 자신의 컴퓨터로 멀리 떨어진 다른 컴퓨터에 접속하여 자료를 읽고 사용할 수 있는 서비스이다.?뉴스그룹(usenet)인터넷 사용자들이 이용하는 전자 게시판 서비스로서, 다양한 뉴스그룹을 만들어 서로의 의견을 교환하는 서비스다.(4)무선인터넷①블루투스(근거리 무선 데이터 통신)과 홈 네트워킹 등의 발전②태블릿PC나 개인 휴대 단말기(PDA)③e-커머스(무선 전자 상거래)(5)인터넷의 역기능?해커(Hacker)다른 컴퓨터 시스템에 침투해서 귀중한 정보를 훔치고, 시스템을 파괴하는 범죄자로 인식하고 있다. 하지만 원래의 뜻은 컴퓨터에 정열을 가지고 몰두하는 사람들을 뜻한다. 따라서 일반적으로 아록 있는 해커라는 뜻은 크래커(cracker)에 더 가깝다.2. 정보검색(1)웹사이트와 정보검색?하이퍼링크특정 단어를 마우스로 클릭하면, 이 단어나 사진과 연결되어 있는 다른 문서의 내용이 자동으로 화면에 나타나는 것, 이때 문자가 연결되어 있으면 하이퍼텍스트(Hypertext), 그림이나 소리, 동영상이 연결되어 있으면 하이퍼미디어(hyper-media)라고 한다.?검색엔진검색엔진이란 인터넷상에서 원하는 정보를 빠르게 찾을 수 있도록 도와주는 소프트웨어를 말한다.?주제별 검색엔진: 찾는 정보의 정확한 단어를 모를 경우?단어별 검색엔진: 찾고자 하는 정보의 단어를 아는 경우, 단어를 입력하여 정보를 찾을 수 있다.?메타 검색엔진: 동시에 여러개의 검색 엔진에서 정보를 찾아 그 결과를 나타내 준다.?즐겨찾기즐겨찾기란, 인터넷에 연결하여 여러 웹 사이트를 둘러보다가 다음에 다시 찾거나, 자주 연결할 필요가 있는 웹 사이트의 주소를 등록해 놓는 기능을 말한다.
☆제도의 기초☆Ⅰ. 물체를 나타내는 방법1. 도면과 제도용구(1) 도면의 기능과 종류도면: 물체의 모양과 크기, 구조 등을 선, 문자, 기호 등을 사용하여 정해진 규칙에 따라 제도용지에 나타낸 것이다.?도면의 기능°정보전달 기능 °정보보관 기능 °새로운 정보를 만드는 기능?도면의 종류①제작도- 제품의 모양, 크기, 구조, 재료, 부품의 조립 방법 등을 나타낸 도면?조립도- 제품을 구성하고 있는 부품들의 조립된 상태를 나타낸 도면?부품도- 제품을 구성하고 있는 각각의 부품을 나타낸 도면?상세도-제품의 어더한 부분을 확대하여 더욱 상세하게 나타낸 도면②설명도- 제품을 사용하는 사람에게 필요한 정보, 즉 제품의 기능, 구조, 크기, 설치 및 사용방법등을 나타낸 도면이다.(2) 제도 용구의 종류와 사용방법?제도기①컴퍼스- 원이나 호를 그릴 때 사용, 원과 호의 크기에 따라 스프링컴퍼스, 중형 컴퍼스, 대형 컴퍼스 등이 있다.②디바이더- 필요한 치수를 자의 눈금자에서 다서 제도용지에 옮기거나 선분을 일정한 길이로 등분할 때 사용한다.③먹줄펜- 도면에 먹물로 선을 그을 때에 사용 최근엔 먹줄펜 대신 사용하기 편리한 제도용 만년필을 많이 사용?T자와 삼각자①T자- 머릿날을 제도판의 옆면에 대고 수평선을 그을 때에 사용한다. 또한 사각자를 사용하여 수직선이나 빗금을 그을 때에 삼각자의 안내 역할을 한다.②삼각자- 두각이 모두 45°인 것과 30°와 60°인 것 2개가 한쌍이다. 이들을 사용하면 여러 가지의 빗금을 그을 수 있다.?그 밖의 제도 용구①삼각 축척자: 길이를 재거나 직선을 일정한 비율로 줄여 그을 때에 쓰인다.②운형자: 컴퍼스로 그리기 어려운 호나 곡선을 그릴 때에 쓰인다.③형판: 얇은 투명판에 크기가 서로 다른 원, 정다각형 등의 모양을 뚫어 놓은 것이다.④문자판: 얇은 투명판에 숫자와 한글자 및 영자를 새겨 놓은 판이다.2. 도면의 구성요소(1)도면의 크기와 척도우리나라에서는 도면의 크기와 척도를 한국 산업규격(KS)으로 규정하고 있다.?도면의 크기A열(세로×가로)mmA0841×1189A1594×841A2420×594A3297×420A4210×297?척도척도- 도면에 나타난 크기와 실물크기와의 비율척도의 종류값축 척1:2 1:5 1:10 1:20 1:50 1:100 1:200현 척1:1배 척2:1 5:1 10:1 20:1 50:1①축척- 척도에는 식물의 크기보다는 작게 나타내는 것②현척- 실물의 크기와 같게 나타내는 것③배척- 실물의 크기보다 크게 나타내는 것(2)선과 문자도면에 쓰이는 선과 기호 및 문자는 작성한 사람 및 다른 사람들도 알아 볼 수 있도록 한국 산업 규격에 정해진 규칙에 따라 알맞게 표시한다.?선의 종류와 용도?굵은 선과 가는 선의 굵기 비율은 2:1이다.?한국 산업규격에서는 0.18, 0.25, 0.35, 0.5, 0.7, 1, 1.4, 2mm의 여덟가지로 규정하고 있다.?문자?한국 산업규격에서는 문자의 크기를 2.24, 3.15, 4.5, 6.3, 9, 12.5, 18mm의 일곱 가지로 규정하고 있다.?문자는 가로쓰기, 고딕체를 원칙으로 하고 있으며 한글자는 수직으로 영자와 숫자는 수직에 대해서 오른쪽으로 약 15°기울여 쓴다.?한 도면에 대해서는 같은 크기의 문자를 사용한다.(3)치수와 기호?치수①치수의 단위단위는 mm를 씀 숫자만 기입하되 단위는 기입하지 않는다. 각도의 단위는 도분초(35°18‘20“)와 같이 기입한다. 치수선은 물체의 크기를 나타내기 위한선이고 치수보조선은 치수선을 긋기 위해 외형선에서 연장한 선이다. 지시선은 구멍의 크기, 가공방법, 참고사항 등을 기입할 때 사용하는 선이다.②치수의 기입?기호①기계도면 기호C45° 모따기?이 기호들은 치수 숫자 앞에 기입하고 그 크기는 숫자와 같게 한다.②건축도면기호③전기 배선도면 기호※배전반(분전반): 회로 차단기가 들어 있는 곳으로, 가정에 공급된 전기는 이 곳에서 분기된다.°형광등 표기법-F20W2- F=형광등, 20W=용량, 2=램프의 개수(지학사)-FL-40D- FL=형광등, FCL=원형형광등, 40=용량, D=주광색, W=흰색(형설출판사 등)④재질을 나타내는 기호(토목기호)3.물체의 표현방법(1)평면도법주어진 선분이나 각을 등분하거나 정 다각형 등과 같은 평면 도형을 나타내는 방법?평면도법에 쓰이는 기호?주어진 선분을 임의로 등분하기(선분의 5등분)?주어진 각을 2등분하기?주어진 원에 내접하는 정육각형 그리기(2)입체도법제도용구를 사용하여 입체도형을 일정한 법칙에 의해서 평면상에 나타내는 방법이다.?정투상법물체의 각 면을 투상면에 나란하게 놓고 직각 방향에서 본 모양을 나타내는 방법이다.①투상면으로 구분된 공간②제 3각법물체를 제 3면각공간에 놓고 투상하는 방법?물체를 ‘제 3면각’공간에 놓고 각 투상면에 직각인 방향으로 본 물체의 모양을 각각의 투상면에 나타낸다.?입화면, 평화면, 측화면에 나타낸 그림을 각각 정화도, 평면도, 우측면도라고 한다.?그 밖의 투상법①등각 투상법각이 서로 120°를 이루는 3개의 축을 기본으로 하여, 이들 축에 물체의 높이, 너비, 안쪽 길이를 옮겨서 나타내는 방법이다.⇔부등각 투상도: 기본축의 각을 서로 다르게 하여 물체를 나타내는 방법②사투상법기준선과 45°(30°, 60°)를 이루는 경사선에 물체의 안쪽길이를 실제 길이의 1/2의 비율로 그려서 나타내는 방법이다. 등각투상도와 함께 설명도로 많이 쓰임③투시투상법물체의 모양을 원근감이 나타나도록 그리는 방법?전개도법물체의 표면을 펼쳐서 한 평면위에 나타내는 방법?전개도 그리는 순서: 물체의 정투상도를 그린다음, 이로부터 각 모서리선의 실제 길이를 정확하게 찾아내어 물체의 각 면을 차례대로 그려 나간다.2. 도면 읽기와 도면 그리기?도면을 읽을 때의 유의 사항-물체의 모양 파악-도면의 목적 파악-선의 종류와 용도 및 기호 이해(1)기계 부품도의 이해기계 부품도에는 부품의 가공 형태와 크기, 재질 등이 나타나 있다.(2)주택평면도의 이해?주택평면도- 건축물의 모든 창틀을 절단할 수 있는 높이에서 수평으로 절단하여 위에서 내려다 본 모양을 나타낸 도면으로 주택의 평면도에는 각 방의 배치와 크기, 출입문과 창문의 위치 및 종류 벽체의 구조, 가구와 설비 등이 나타나 있다.?전기배선도- 전선과 전기 설비 등의 배치를 나타낸 도면?도면 그리기(1)제품의 구상과 도면어떤 물건을 만들 때는 자신이 생각한 것을 종합적우로 검토하기 위해 먼저 스케치를 하고 검토한 결과를 정리해서 구상도나 제작도를 그린다.?구상과 스케치①구상: 제품을 만들기 전에 제품의 기능, 구조, 크기, 재료 가공성 상품성 등을 생각해보는 과정을 구상이라고 한다.②스케치: 구상한 제품의 완성될 모양을 프리핸드로 그리는 것 처음에는 희미하게 그리다 점차 진한 선으로 완성해 나간다.
