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Magnatic Sensor자기 센서과 목 : 발표자 : 조 원 : 교수 :목 차센서와 센서의 종류1마그네틱 센서란 ?2작동 원리 및 응용 분야3결론 및 발전 방향4센서란?압력센서속도 센서조광 센서광 센 서온도 센서초음파 센서기술이 발전해 감에 따라서 인간의 욕구는 끈임 없이 생겨나고 있다. 그 중 가장 추구하는 것이 바로 자동화 기술이다. 어떠한 행동을 자동화 하기 위해서는 일을 시키고자 하는 신호의 입력이 중요하다. 그러한 신호를 감지하고 기계 장치에 명령을 내리는 것이 센서이다. 센서에서 받은 신호를 Converter와 Actuator 를 통해 기계적 효과가 일어나는 것이 자동화 기술이다.센서의 종류Senser02.화학적 특징 가스 센서 이온 센서 습도 센서03.생물적 특징 바이오 센서01.물리적 특징 자기 센서 각도/가속도센서 압력 센서 변위/위치센서 광 센서 온도 센서Magnatic Sensor 란?자기 기록문 보안 장치교통카드 인식기A.T.MMagnatic Sensor각종 스위칭녹음기자기.자장.자계 등을 이용하여 만든 센서로서 홀 소자를 이용한 내부저항 변화 센서, 리드스위치와 자석을 이용한 센서 등이 있으며 자기실크 와 픽업 헤드를 이용한 각종 정보처리 기기 등이 있다.Magnatic Sensor 원리자석홀 효과정보처리마그네틱 센서홀 효과도체에 전류를 흘려주고 있을 때 전류의 방향과 수직인 방향으로 자기장을 걸어주면 그 전류와 자기장의 수직인 방향으로 전하가 힘을 받아 움직여서 전위차가 발생 한다.자석을 이용한 마그네틱 센서자석 센서는 말 그대로 자석에서 흘러나오는 자기장을 사용하여 스위치기능을 가동 시키는 것이다. 자석을 부착시켜 그 자석에서 발생하는 자기장의 변화유무를 측정 하는 것정보처리 기기흔하게 볼 수 있는 현금 카드나 신용카드 등의 정보 처리기기 역시 마그네틱 센서를 응용한 한 분야이다. 카드 뒷면에 자장을 걸어주어 특정 신호를 기록하여 주면 ATM기에서 그 신호를 읽어서 개인정보를 확인하는 시스템으로 되어있다.마그네틱센서의 발전방향 및 결론마그네틱 이라는 분야는 매우 중요하고 멀리 쓰일 현재 이자 미래의 기술이다. 공상과학영화나 미래형 영화를 시청하면서 '정말 저렇게 기술이 발전할까?' 라고 생각하는 대부분의 분야가 마그네틱과 관련된 분야가 많으며 그 마그네틱 분야를 실생활에서 가장 많이 쓰는 부분이 센서 관련 분야이다. 마그네틱 분야를 좀더 연구하고 발전 시킨다면 가까운 미래에 우리가 꿈꿔오던 생활이 가능해질 것이다.부제목을 입력하십시오.{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2008.04.28| 11페이지| 2,000원| 조회(2,040)

신호, 센서, 자동화, converter, Actuator, 마그네틱

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연료전지자동차

자동차의 대체 동력 연료전지!연료전지의 개발과 자동차에의 응용과 목 : 발표자 : 조 원 : 교수님 :목 차243133자동차 문제점의 해결 방안연료전지의 간단한 소개자동차에 도입한 연료전지현재 자동차의 문제점35결 론 및 신 기 술연료전지차의 장단점6현재 자동차의 문제점(1)환경문제현재 자동차의 연료는 화석연료인 석유를 주원료로 사용 하는 것이 대부분이다. 또한 석유를 사용하지 않고 저렴한 가격으로 연료를 공급하여 사용가능 하다고 하여 LPG 가스를 사용하는 차량이 많다. 하지만 이러한 석유나 LPG 가스를 내연기관의 원료로 사용할 경우 이산화탄소 배출량이 많아 지구 온난화 현상을 유발한다고 한다. 특히 지구의 이산화탄소에 의한 환경오염 중 자동차의 배기가스로 인한 환경오염이 전체의 약 80% 이상을 차지한다고 하니 매우 심각한 상황인 것이다.현재 자동차의 문제점(2)연료문제환경문제에서 말한 바와 같이 현재 자동차 내연기관은 대부분 석유 에너지로 사용한다. 이러한 석유에너지는 현재 지구상에 발견된 수량과 발견 가능한 수량을 모두 합하여도 향후 40~50년 이내에 고갈 될 전망이다. 석유에너지가 고갈되면 석유를 주 원료로 사용하는 운송매체의 마비 및 냉 난방 시스템의 마비가 생기게 되는 등 사회적으로 큰 문제가 발생한다. 그렇기 때문에 석유 에너지가 아닌 다른 대체 에너지원 개발이 시급한문제이다.도대체 기름은 어디에 있지?Freedom CAR Project프리덤 카 프로젝트 (Freedom CAR Project) 란 2003년 차량용 대체 에너지 개발의 필요성을 느낀 미국의 부시 대통령이 수소자동차를 기준으로 대체 연료에너지 사용하는 자동차의 개발을 추진하며 12억 달러 약 1조 2천억 원을 투자하여 기술 개발을 추진한다는 계획이다.기술개발을 위해서라면 12억 달러는 껌 값이죠!자동차 문제점의 해결 방안여과 시스템을 도입 하여 환경 오염 물질을 배출 하기 전에 미리 여과하여 배출하여 이산화 탄소로 인한 환경오염을 최소화 한다.대체 에너지 즉 태양전지나 연료전지 혹은 그 외의 석유 이외의 다른 연료사용으로 인한 자원 고갈 문제에 대해서 미리 대비하여야한다.연료전지란?연료전지란 주로 수소를 주원료로 하여 전지반응 즉 전기화학 반응을 일으켜 전기 에너지를 얻어내어 그 전기적 힘을 사용할 수 있게 하는 장치이다. 이 연료전지는 일종의 발전기라고 할 수도 있는데 기존의 내연기관을 이용한 발전기와는 달리 연료 양이 풍부하고 기존 내연기관보다 공해 물질이 적게 발생 한다.연료전지의 원리Anode 에는 원료인 수소를 공급하고 cathode극에 산화제인 산소를 공급한다. Anode 극에 수소가 공급 되면 전기반응이 일어나고 반응이 끝나고 다시 cathode 로 수소가 이동되어 산소와 반응하여 물이 생성 된다.AnodeCathode연료전지의 종류인산형용융탄산염형고체산화물형고체고분자형알칼리형전해질과 작용온도에 의해 종류와 사용방법이 구분된다.연료전지의 종류별 특징알카리형 (AFC)인산형 (PAFC)용융탄산염형 (MCFC)고체산화물형 (SOFC)고분자전해질형 (PEMFC)전 해 질수산화칼륨 (KOH)인 산(H3PO4)탄 산 염 (Li2CO3 + K2CO3)질코니아 (ZrO2+Y2O3)이온교환막 (Nafion)동작온도 (℃)200150∼220600∼700약 1000상온∼100효율(%)6036∼4545∼6050∼6040∼50시 기수소에너지 이용시대'90년대후반2010년대 초반2010년대 초반2000년대 초반용도군사용,위성용 ,우주선용전력용, 자가 발전용, 로봇용, 컴퓨터용중.대용량 전력용 (발전소)소·중 .대용량 발전(발전소)정지용,이동용, 차량(버스, 승용차,스쿠터)카르노 곡선과 연료전지의 비교연료전지를 자동차에 도입할 수 있는가?기존의 수소를 사용하는 연료전지에서 얻을 수 있는 전압은 약 1.1 v 이다. 자동차에서 쓰기에는 아주 약한 힘이기 때문에 필요한 전압과 전력을 얻기 위해서는 스택 ( 적충 ) 기능을 추가하여 원하는 전압을 얻게 된다스택연료전지를 자동차에 도입할 수 있는가?(2)인버터는 일종의 변환 장치이다.연료전지에서 나오는 전기에너지는 DC 형태이지만 차량에서는 AC전원을 사용하기 때문에 이를 변환 시켜줘야 할 필요성이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 스택 장치 뒤에 인버터를 설치하여 원하는 방식의 전기를 얻을 수 있다.인버터자동차에 도입한 연료전지기존의 석유나 천연가스를 개질 시켜 수소를 생산해서 연료전지를 가동시키는 방법 도입.화석에너지를 사용하는 방법연료전지 자동차는 말 그대로 수소 연료로 전기를 만들어 공급하는 전기자동차이다.연료전지 자동차란 ?수소저장탱크를 차내에 장비하여 수소를 직접 주입하여 연료전지를 가동시키는 방법.수소저장 탱크를 이용한 방법연료전지 자동차기존연료를 이용한 수소 연료전지수소 저장탱크를 이용한 연료전지기존의 차량과 같이 연료탱크 즉 수소연료 탱크를 장착 시켜 차량 내부에서 수소 연료 생성 과정을 거치지 않고 바로 수소를 주입해서 저장하며 그 수소를 가지고 연료전지를 가동하여 전기화학 반응을 일으켜 차량에 필요한 전기를 공급 한다.수소저장탱크 연료전지 내부 구조현재 만들어진 차량의 내부연료전지의 종류 중 차량에 쓰이는 연료전지는?연료전지의 특성 표를 보면 대부분의 연료전지는 동작온도가 고온이거나 연료전지 구축에 많은 공간이 필요하다. 그래서 선택한 것이 비교적 저온에서 작동하는 고체 고분자형 연료전지를 사용한다.연료전지자동차와 하이브리드 자동차의 차이하이브리드 자동차는 석유자원의 효율이 매우 낮아 이 효율을 높이기 위해 개발한 것으로 석유 내연기관의 힘이 필요한 시기에서는 동력엔진을 이용 하여 구동하고 충분한 힘을 받은 후에 전기모터의 힘만으로도 충분히 가동 가능 할 때 전기구동 형식으로 운전하는 2동력 자동차이다.연료전지자동차와 하이브리드 자동차의 차이(2)연료전지 차량은 필요한 동력인 전기가 수소에너지가 주어진 상태에서는 거의 무한에 가깝게 전기를 생산해 낼 수 있고 석유자원을 직접 사용하지 않아도 되기 때문에 엔진 내연기관은 장착하지 않고 전기모터 로만 구동이 된다.연료전지차의 장점(1)연료전지의 친환경적인 특성을 보면 화석연료를 사용하는 것 보다 매우 적은 오염물질이 배출 된다.연료전지차의 장점(2)기존의 일반 내연기관의 연료효율은 12~20% 이하로 효율이 매우 낮았다. 하지만 연료전지를 이용하면 내연기관의 효율보다 대략 2배 이상 효율이 높아진다.연료전지차의 장점(3)다양한 수소저장 장치 개발로 인하여 부품의 소량화가 가능하여 차량을 모듈화 하였다. 이는 차량의 하체부분과 상체부분의 분리를 가능하게 하여 상체부분만 따로 교환 하거나 하체부분만 따로 교환 하는 시각 및 기능적 이점을 가져왔다.현재소개 된 연료전지 자동차투싼혼다 FCX대한민국의 미래형 자동차 현대 아이블루?!연료전지차의 단점현재 연료전지 자동차는 개발단계에 있으며 소비품목으로 생산 되는 량이 거의 없다. 또한 연료전지차의 필수 제품인 스택을 구성하는 분리판과 전극에 쓰이는 귀금속 촉매 의 영향으로 매우 큰 가격을 보이고 있다. 단위 부피당 출력밀도 성능 향상이 꾸준히 개발 되고 있지만 아직까지는 단위부피당 출력밀도가 내연기관에 비해 현저히 떨어져있어 소량화 및 경량화가 힘들다. 연료전지 작동도중에 발생하는 열과 온수가 발생하는데 이로 인한 가열을 막기 위해 따로 수냉을 해야 하는데 이 수냉 또한 에너지 및 전력 손실을 가져온다.자동차 기술의 신기술나도 자동차라고~!사람의 가장 친밀한 기계라고 하면 컴퓨터와 자동차를 들 수 있을 것이다. 그 중에서도 여기서 알아보고 있는 자동차는 현재 영화 트랜스포머처럼 변신 자동차 역시 미흡하지만 만들어져 있다. 이와 같이 자동차에 대한 개발이 많이 이루어 져 있으며 앞으로도 더욱 더 발전할 것이다. 여기서는 현재 개발 단계의 마지막 단계에 이른 두 가지 신기술을 소개하고자 한다.보행자 안전 보닛 (PDBS)보행자 안전 보닛이란 차량과 보행자가 충돌 할 경우 앞 범버 부분의 센서를 통해 물체를 확인하고 보닛 아래쪽의 에어백이 터지면서 보닛이 부풀어 올라 보행자가 충격을 적게 받게 하여 보행자를 생각한 기술이다.발포 금속 자동차이정도 쯤이야~!발포금속이란 알루미늄이나 다름 금속 재질에 수소와 같은 기체를 첨가하여 금속의 크기는 크면서 무게를 매우 가볍게 만들고 금속내부의 공기층으로 인한 충격 흡수 효과를 가진 금속이다. 즉 초경량의 충격흡수 금속을 말하며 이 금속을 자동차에 도입하는 기술 개발이 이뤄지고 있다.결 론현재 자동차의 대체 동력 장치로 가장 각광받고 있는 것이 바로 전기 모터이다. 전기모터를 이용한 자동차 개발은 이미 거의 완성 단계에 이르러 있으며 전기 모터의 구동 방식 중 석유를 대체할 동력원은 수소를 이용한 연료 전지이다. 대중의 기본적인 이동 수단인 자동차의 변화에 맞춰 그에 사용되는 연료전지의 기본지식을 가지고 있으면 좀더 편리하고 미래 지향적인 삶을 살 수 있을 것이다. 또한 위에서 소개한 연료전지나 그 외의 신기술이 상용화 되는데 가장 큰 문제 점이 가격 문제 이다. 이 가격 문제를 해결하기 위해서 기술의 가격대비 성능을 높이는데 집중함과 동시에 필요 부품의 상용화를 통해 대량생산이 가능하게 해야 할 것이다.재미 있으 솃쎄요???{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2008.04.28| 32페이지| 3,000원| 조회(1,027)

내연기관, 자동차, 연료전지, 석유, car, Freedom

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태양전지

태양전지의 원리 및 현황작성자 : 전창열 학 번 : 20123801 지도교수 : 엄두화 교수님 조 원 : 이상준 , 도한수물리학 세미나목 차태양전지란? 태양전지의 재료 태양전지의 원리 태양전지의 현황 및 보급 실태 태양전지의 발전성 및 발전 방향태양전지란?(1)우리가 현재 흔하게 쓰고 있는 연료인 석유나 석탄 에너지는 환경오염 때문에 심각한 문제를 야기 시키고 있다. 또한 이러한 화석 연료는 수량이 제한되어 있으며 현재 자원 고갈 문제가 크게 부각 되고 있으며 실제로 향후 50년 정도 후에는 석유의 고갈을 초래할 것이라는 전망이다. 이에 대비하여 현재 대체 에너지로 개발 되고 있는 것이 연료전지와 태양전지이며 여기서는 태양전지에 대해서 정리 해보려고 한다.태양전지란?(2)태양전지는 태양에서 흘러나오는 빛 에너지를 고순도 결정 실리콘으로 제작된 태양전지 판에 받아들여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 이 전기 에너지를 사용하는 전지 이다.태양전지의 재료태양전지는 고순도 실리콘을 사용 한다. 고순도 실리콘을 얻기 위해서는 규소의 함유량이 매우 높은 광석을 녹여 불순물을 제거 하여 실리콘을 얻을 수 있다.원석 가공 원리실리콘 가공(1)고순도 실리콘을 만든후에 불순물이 들어가지 않도록 하면서 필요한 모양으로 만들기 위해 다시 녹이게 된다. 실리콘을 녹일 때 불순물이 첨가 될 우려가 있어 세라믹으로 만든 용기 속에서 실리콘을 녹여 가공하게 된다.실리콘가공(2)가공된 실리콘을 0.3mm이하의 얇은 판형식으로 잘라 사용하게 된다. 잘린 실리콘 판의 표면에 결정모양이 나타나게 되는데 결정모양이 많이 나타나게 되는 것이 다결정, 거의 나타나지 않는 것이 단결정 이라고 한다. 이 결정 무니가 적게 나타날수록 효율이 높다.실리콘 가공(3)얇게 자른 실리콘 판을 800도의 확산로에서 p-형, n-형 반도체를 형성시키게 된다. P-형,N-형 반도체가 형성된 실리콘의 효율을 최대한으로 높이기 위해서는 햇빛이 반사 되지 않고 흡수 되어야 하는데 이를 위해 실리콘 표면에 반사 방지막 (ZnO)을 표면에 진공 도금하게 된다.실리콘 가공(4)가공이 끝난 태양전지 실리콘은 전기에너지를 다른 곳으로 이동 시킬 수 있게 실크 스크린 기법을 통하여 전하의 이동 통로를 주입시켜 주게 되며 이 과정이 끝나게 되면 태양전지 기판이 완성되게 된다.태양전지의 원리(1)태양전지는 말 그대로 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 형성 시키는 것이다. 그 원리는 아인슈타인이 발견한 광전자 효과 라는 방식으로 금속 표면에 빛을 비추게 되면 금속의 일함수 보다 빛이 가지는 에너지가 높을 경우 금속 내부에 구속되어 있던 전자들이 자유롭게 이동이 가능하게 되어 자유전자를 갖게 된다. 이 때 비쳐주는 빛의 주파수가 높을수록 자유전자의 양도 많아진다.일함수 와 광전효과금속 표면에는 전자가 분포하게 된다. 금속 표면의 전자를 때어내기 위해 필요한 최소 에너지를 금속의 일함수라고 하며 각 금속마다 고유의 일함수의 세기가 다르다. 이러한 일함수의 세기보다 빛의 세기가 큰 경우 광전효과가 발생하게 된다.아인슈타인박사가 노벨상을 수상하게 해준 공식이 바로 광전효과이다. 아인슈타인의 이론에서는 빛이 파장이 아닌 하나의 에너지를 가지는 입자라고 보고 그 에너지가 금속의 일함수 보다 클 경우 광전효과가 발생한다고 하였다P-, N-형 반도체N-형 반도체는 물체 내의 전자가 이동하는 경로가 정공이 아니라 불순물 즉 5족원소 결합을통하여 생긴 자유전하 통하여 전자가 이동하는 반도체이다. N-형 반도체에 들어가는 불순물 즉 5족 원소는 전자를 잃고 이온화되고 이 이온화된 5족 원소를 도너 라고 부른다. P-형 반도체는 3족원소와의 결합으로인해 물체내의 자유전자의 밀도보다 정공의 밀도가 높아져서 정공을통해 전류가 이동하는 반도체이다.태양전지의 원리(2)P-, N-형 반도체 결합실리콘에 P-형 반도체와 N-형 반도체를 접합시키게 되면 +,-극이 형성되게 된다. 이렇게 극이 형성 되게 되면 태양전지 내부에 자유전자가 형성되면 그 자유전자는 극을 따라 +극으로 이동하여 외부 도선으로 흘러 가게 됩니다.태양전지의 진행태양전지에서 발생한 전기를 가정용으로 사용할 경우 전력소비가 적을 경우 남게 되는 전기 에너지는 축전지에 저장하여 차후에 사용한다. 태양전지의 생산전력보다 소비전력이 커지게 될 경우 보조발전기에서 전력을 따로 생산하여 부족한 전력을 가정에 공급하여 밤이나 장마철 등 만약의 사태에 대비한다.태양전지의 현황태양전지는 현재 건축자제나 전자기기에 매우 많이 도입되고 있다. 가정용 전력공급용으로 현재 보급 중에 있고 휴대폰의 충전기나 휴대 전지의 충전기 용으로 개발이 되어있다. 이 외에도 태양전지를 이용한 전기 자동차나 태양전지로 구동되는 휴대 전화기 등 실생활에 유용한 도구들이 많이 개발되어 만들어지고 있다.태양전지의 보급 현황현재 주연료로 사용되고 있는 석유 에너지 고갈을 우려하여 태양전지의 사용을 확산시키기 위하여 각 나라의 정부에서 지원금형식의 보조금을 지원하여 태양전지 장착을 장려하고 있다. 우리나라에서도 가정용 태양전지를 설치 하게 되면 정부에서 전체 설치 비용의 70%를 지원해주고 있다.태양전지 사용의 문제점꾸준히 사용하여온 에너지 자원이 아닌 전혀 새로운 에너지 개발방식을 사용하는 것이라 기술 개발의 박차가 필요하다. 태양전지의 주연료로 사용된 고순도 실리콘의 경우 예전에는 반도체 산업에만 사용 하였기 때문에 태양전지 개발에 까지 사용하기 위한 실리콘 생산시설의 부족으로 주요 재료 공급에 문제점이 발생하게 되었다.태양전지의 발전 방향현재 주요 재료인 실리콘의 공급 부재로 인하여 전 세계적으로 실리콘 생산시설의 확충이 가장 활발하게 진행 될 전망 이다. 또한 재료의 부재로 인하여 태양전지 기술에도 발전성이 나타나고 있는데 그것이 기존 재료 투입양의 1%정도의 사용으로도 태양전지를 만들 수 있는 Thin Film 기술이다.태양전지의 발전Thin Film 기술의 도입으로 태양전지의 형태 가공이 매우 쉬워져서 여러 모양으로 실생활에 도입 될 수 있다. 또한 태양전지 외에 각광 받는 대체에너지원 중 연료전지에 필요한 수소를 태양전지를 통한 물의 전기분해방식으로 거의 무한에 가까운 수소를 공급하여 그 수소를 사용하는 기술도 개발되고 있다.Q A : 형광등을 통한 태양전지 사용도 가능할까?보통 태양전지라고 하면 태양에너지를 사용하여 전기에너지를 얻는 방식이기 때문에 가정용 형광등이나 광원 장치를 통하여는 사용 할 수 없다고 생각하는 경우가 대부분이다. 하지만 태양전지는 태양에너지의 열에너지가 아닌 빛 에너지만을 사용하기 때문에 가정용 광원 장치라고 하더라도 태양전지의 일함수 보다 높은 에너지를 공급할 수 있는 빛 에너지를 방출 할 수 있다면 태양전지를 충분히 사용할 수 있다. 대표적인 예로는 현재 시중에 많이 보급된 태양전지 계산기의 경우 가정용 형광등을 통한 충전으로도 충분하게 사용할 수 있는 것이다.이상 발표를 마치겠습니다~!By : 전 창 열{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2007.11.14| 22페이지| 1,500원| 조회(1,514)

연료, 석유, 태양전지, 고갈, 발전성

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