1.영구자석1)영구자석의 특성일반적으로 자성체라 하는 것은 자기를 고체내에 발생시킨 것을 말하며 이러한 물질에 강한 자장을 걸어 개개의 자성체의 자기방향을 동일 방향으로 정열시켜 자기 방향이 원상태로 회복하기 어렵게 만든 고체를 일명 영구자석이라 칭한다.영구자석을 분류하는 방법에는 형태나 재질, 자기적성질, 자기방향, 물리적성질 또는 제조공정에 의한 분류등 다양하나 현재 공업적으로 사용하는 일반화된 영구자석의 분류는 아래와 같다.▶ AlNiCo자석 - 소결및 주조자석, 반경질자석, AlNiCo-9, AlNiCo-5▶ Ferrite자석 - 산화물자석, 소결자석, Ba-Ferrite, Sr-Ferrtie▶ 회토류자석 - 소결자석, Sm-Co, Nd-Fe-B, Yt-Co,▶ 고무자석 - 수지자석, 고무 성형법과 동일▶ 플라스틱 자석 - 수지자석, 사출성형이외에도 Cr강, Co강, CuNiFe, Ferrite Viny1 Bonded자석, Vicalloy자석등 다양하며 이들은 각기 독특한 장,단점을 갖고 새로운 영구자석의 소재로 개발되고 있다.위와같은 자석에 자력을 넣어 주는 것을 착자라고 한다.일반적으로 착자를 시도하려면 그 재료의 항자력의 5배 이상의 자화력이 필요하며 착자방법에는 일반적인 착자방법과 특수한 경우의 착자 방법이 있다.2). 영구자석의 기본성질주요자석재료최대에너지의 발달3). 영구자석의 발달자석은 자계를 도구로 사용한다.자계라함은 코일에서의 자계와 동일하며, 자석에서의 특징은 외부로부터 전류가 필요없으며 에너지 소모가 없고 소형의 자계를 안정되게 갖는 점이다.영구자석은 기 에너지를 타 에너지로의 전환에 이용된다.a) 전기적 에너지를 기계적 에너지로의 전환의 용도가 있다.예) 스피카, 검류계, 전류, 전압계, 노출계, 모타, 브라운관 등b) 기계적 에너지를 전기적 에너지로의 전환의 용도가 있다.예) 내자형계기, 훼로다, 자석완구, 자석펌프, 리레이, 전동열차c) 기계적 에너지를 다른 기계적 에너지로의 전환하는 기능이 있다.예) 내자형계기, 훼로다, 자석완구, 자석펌프, 리레이, 전동열차d) 그외에 물리적 현상을 이용한 것으로 나침판의 지북성, 자석과 도체의 상대적인 위치의 이동을 방해하는 과류작용은 적산 전력계에 이용되는 자기적 히스테린스 현상은 히스테린스 모타에 활용된다.이와같이 영구자석은 다양한 용도와 기능을 갖고 있다.◆ 용도별 자석 재료의 선택방법(Metals Handbook)(a) 동적용도(b) 정적용도[출처] 영구자석의 역사 및 특성|작성자 푸른나무2. 자기기록 소자 (Magnetic storage device)1) 자기기록소자의 특성a) 자기기록 소자로 사용하기 위한 재료에서 요구되는 두가지 주요 특성-쉽게 자화될 수 있어야 한다. 즉 낮은 Hs를 가져야 한다.-외부장을 제거한 후에도 대부분의 자화가 유지되어야 한다. 즉 높은 Br를 가져야 한다.b) 이러한 형태의 이력곡선의 장점은 크기 Hc 의 자기장을 반대방향으로 가해줌으로써 자기 소자에 기록된 정보를 깨끗이 지우는 것이 용이하다는 것이다.2) 자기기록자성 물질의 일부분에 선택적인 자기화를 통해 전기신호의 형태로 소리·그림·자료를 저장하는 방법.자기기록의 원리는 1900년 덴마크의 기술자 발데마르 포울센에 의해 처음으로 증명되었는데, 그는 강철선에 자기적으로 언어를 기록하는 자기녹음기(telegraphone)라고 하는 기계를 소개했다. 포울센의 발명 이래로 광범위한 종류의 자기기록매체를 이용하는 장치들이 독일·영국·미국의 연구자들에 의해 개발되었다. 그중 중요한 것은 자기 테이프와 디스크 기록장치이며 이들은 음성 및 화상 신호를 재생할 뿐만 아니라 컴퓨터 자료나 과학·의학용 연구계기들로부터의 측정치들을 저장하는 데 사용된다. 다른 중요한 자기기록소자들로서는 특별히 컴퓨터시스템을 사용하기 위해 고안된 자기 드럼, 자심기억장치, 자기거품기억소자들이 있다.3)자기 테이프 장치자기 테이프는 정보의 다양한 형태를 보존하고 재생하는 간결하고도 경제적인 수단을 제공한다. 테이프에 기록된 것은 즉시로 재생될 수 있고 쉽게 지워져서, 기록의 품질에 손상이 없이 여러 번 다시 쓸 수 있다. 이러한 이유로 테이프는 여러 자기기록매체 중에서 가장 널리 사용된다. 테이프는 철산화물이나 쉽게 자기화되는 다른 물질의 미세입자들로 표면이 덮여진 가느다란 플라스틱 띠로 이루어져 있다. 테이프의 기록과정을 보면, 테이프가 당겨지며 지나갈 때 전기신호가 기록 헤드를 통해 지나가서 테이프의 표면에 자기흔적을 남긴다. 기록된 테이프가 재생 헤드를 지나갈 때는 기록된 신호와 동일한 신호가 유도된다. 이 신호는 출력장치에서 적당한 강도로 증폭된다. 음성기록에 사용되는 테이프의 속도는 5㎝/s보다 작은 값부터 40㎝/s까지 다양하다. 화상신호는 음성신호보다 훨씬 더 넓은 대역폭(帶域幅)을 차지하며 테이프와 헤드 사이의 상대속도도 훨씬 더 빠른 속도를 가진다.4) 하드디스크(HDD)a) 수평 자기기록매체b) 수직 자기기록매체하드디스크에 데이터를 기록하거나 읽는 행위는하드디스크의 플레터에 입혀져있는 자기장을 읽어내거나, 새로운 자기장을 입히는것으로 시행되게 됩니다.보통 하드디스크는 수평자기기록방식의 하드디스크를 사용하였다.수평자기기록방식 하드디스크란, 간단히말하여 자기장을 입히는데 필요한N극과 S극을입히는 기록 도체를 수평으로 눕혀놓고 그곳에 자기장을 입히고, 그것을 읽어들이는 방식의 하드디스크를 말한다.하드디스크의 용량은 플래터의 면적당 자기입자의 밀도가 높고, 또 플레터가 몇장 들어가있느냐에 따라 결정된다.플레터는 적으면 적을수록 하드디스크의 안정성이 증가하기때문에, 플레터의 장수를 늘리는것보다는 플레터의 자기입자의 크기를 낮추고 낮추고 또 낮춰서 자기밀도를 높여 플레터당 용량을 늘리는 방법을 사용해왔다.하지만, 물리법칙에도 한계가 있듯이, 한정된 공간 안에 무한정 밀도를 높일 수는 없다.즉, 밀도를 높이면 높을수록 자기입자의 크기는 작아지고, 그와 동시에 자기장의 세기도 약해지며, 이 약해진 자기장을 읽기 위해서는 플래터에 헤드가 더욱 더 가까이 접근해야 하는데, 이것이 쉬운일이 아니다.현재, 헤더는 기록밀도가 높은 하드디스크의 경우, 최대 플레터와 헤더의 사이에 공간이 약 7~8nm 안팎인데, 이정도면 육안으로 보았을때는 붙어있다고 생각하게 될 정도로 구분할 수 없는 수준이다.거기다가, 자기입자의 크기를 낮추면 낮출수록 자기장의 세기가 약해지고, 그러면 초상자성 한계 라고 하는 현상이 발생하게 된다.초성자성 한계란, N극과 S극의 사이에 존재하는 고유의 자기장 에너지를 구분하는 에너지벽이 열에 의해 무너지고, N극과 S극의 구분이 없어져 자기장이 소실되는 현상으로, 자기장이 소실되면 데이터가 파괴되어버린다.아직까지 하드디스크는 플레터라는 물리적인 기록매체를 이용한 구식을 이용하고 있고, 더군다나 하드디스크의 용량은 늘려야하는데 플레터를 늘리면 안정성이 떨어진다.그래서 생각한것이 바로 수직자기기록방식인데수직자기기록방식은 기존의 기록도체를 수평에서 수직으로 세우는 방법으로, 자기입자의 밀도를 높이는것이 아닌 하드디스크의 트랙 밀도를 높여 좀 더 많은 자기입자를 입히고, 더욱이 초상자성 한계 현상을 피할 수 있도록 만든 것, 그것이 바로 수직자기기록방식이다.3. 변압기1)변압기철심의 특성a) 변압기 철심으로 사용되는 재료에는 교류 전기장과 자기장이 계속 가해지기에 이런 용 도로 사용하기 위한 재료는 자기이력과 와전류 손실(eddy current power loss)을 최소 화하는데 기초하여야 한다.b) 교류 자기장에 의해 와전류가 흐르게 되면 저항열에 의한 전력손실은 V²/R 로 나타낼 수 있으므로, 변압기 철심의 저항을 최대로 하여 와전류 손실을 최소화할 수 있다.c) 자기 이력손실을 최소화하기 위해서는 변압기 철심을 연자성 재료로 만들어야 한다.d) 미세구조를 조절하여 Bloch 벽의 이동도와 전기 비저항 중 한 가지 특성을 증가시키면 다른 특성이 감소2) 변압기의 용도변압기(Transformer)는 전기기기 중에 제일 많이 또한 제일 널리 사용되고 있는 기기이며 송전(送電)계통이나 배전(配電)계통의 일부로서 교류전압을 승압하거나 강압하여, 경제적인 송배전(送配電)을 통하여 산업설비나 공장에 혹은 가정에 필요한 전압을 공급하는 용도로 사용된다.발전소(수력, 화력 및 원자력 등)로부터 발전된 전력을 수용가까지 전달하기 위하여 요구되는 전압, 전류를 직접 보내려면 여러 가지 난점이 있다.즉, 낮은 전압으로는 필요로 하는 만큼의 대용량 발전기를 제작할 수 없으며, 그렇다고 해서 대전류가 흐르도록 송배전을 발전소로부터 수백 km 떨어진 전력 수용가까지 건설한다는 것은 더욱 큰 문제가 아닐 수 없다. 따라서, 이러한 전력을 경제적으로 보내기 위하여 여러 가지의 변압기를 각 송배전 단계에서 필요로 하고 있다.우리나라에서 일반적으로 채택하고 있는 각 단계별 변압기는 다음과 같다.먼저 발전소의 발전에 의해 11~25kV급의 전압을 발전시키며, 이 전압은 발전소용 체승 변압기(Step-up Transformer)로 66, 154 및 345kV로 승압하여 필요한 지역으로 송전선을 통하여 송전된다.송전된 전압은 변전소에서 체강 변압기 (Step-down Transformer)를 통해 154kV 혹은 23kV급으로 강압시켜 배전선로와 연결되고, 따라서 공장 및 큰 빌딩에 전력을 공급하게 된다.
