도구의 원리 8

[도구의 원리] #3-1 반도체의 원리

반도체의 원리 를 정리해보려 한다. 도구의 원리 3에서 LED를 할 때 반도체에 대한 언급이 있었다. 대략적으로 넘어갔던 반도체 지식을 대략적으로 정리해보자 ^^ 우선 도체와 부도체의 개념이 필요하다. 도체는 전류가 흐르는 물질이다. 부도체는 말그대로 전류가 흐르지 않는 물질이다. 도체는 전기가 흐르는 전기전도체라고 부르고, 부도체는 절연체로 부르기도 한다. 그냥 부도체와 도체로 하자. 우리는 그 사이의 반도체에 대해서 알아보려 한다. 도체는 원자가띠와 전자띠가 겹쳐져 있어 전류가 잘 흐르는 물질들을 말한다. 부도체는 원자가띠와 전자띠가 많이 떨어져 있어 전류가 잘 흐르지 않는 물질을 말한다. 반도체는 도체와 부도체의 중간 정도로, 평소에는 전류가 잘 흐르지 않는 부도체의 성질을 띠지만, 열이나 빛에 의..

도구의 원리 2021.03.06

[도구의 원리] #3 LED 형광등

LED 형광등 의 원리 전구, 형광등에 이어서 LED에 대해서 알아보자. 전구는 적절한 저항값을 갖는 필라멘트에 전류를 흘려보내 전류가 열에너지로 바뀌고 열에너지가 빛에너지로 바뀌는 방식이었다. 형광등은 수은이 들어있는 관에 전압을 걸어주는 방식이다. 전압은 수은을 전이시켜 들뜬상태로 만든다. 들뜬 수은의 전자는 다시 바닥상태로 돌아가면서 적외선을 방출한다. 이 적외선은 형광등에 있는 형광물질로 흡수되어 그 물질을 들뜬상태로 만든다. 들뜬 상태의 형광물질은 바닥상태로 돌아갈때 두단계에 거쳐서 에너지를 방출하는데, 이 때 가시광선이 나와서 우리가 빛을 인지할 수 있게 하는 방식이다. LED는 반도체의 개념이 필요해진다. 고등학교 물리시간에 졸면서 들었던 P형 반도체와 N형 반도체의 개념이 필요하다. P형 ..

도구의 원리 2021.03.05

[도구의 원리] #2 형광등의 원리

형광등의 원리 우리가 주변에서 접할 수 있는 시각적인 것들부터 원리를 알아보려한다. 지난번 전구에 이어서 이번에는 형광등이다. 전구와 형광등의 차이가 뭔지 살펴보고, 형광등의 장점까지 파악하는 시간이 되면 좋겠다. 우선 전구는 전류를 방해하는 텅스텐같은 물질이 전류의 열 전환으로 인해 열을 받게 되고, 그 열에너지가 빛에너지로 전환되어 우리의 밤을 밝혀주는 것이라고 정리한 바 있다. [도구의 원리] #1 전구의 원리 전구의 원리 전구에 불이 어떻게 들어올까? 에디슨이 발명했다고 알고 있는 전구. 이 원리를 한번 파헤쳐 보자. 흔히 전구라고 하면 동그란 유리안에 필라멘트가 들어있는 이미지를 상상한다. youonsun.tistory.com 이제는 형광등이다. 형광등이 처음 나왔을 때 에너지 효율면에서 백열등..

도구의 원리 2021.03.01

[도구의 원리] #1 전구의 원리

전구의 원리 전구에 불이 어떻게 들어올까? 에디슨이 발명했다고 알고 있는 전구. 이 원리를 한번 파헤쳐 보자. 흔히 전구라고 하면 동그란 유리안에 필라멘트가 들어있는 이미지를 상상한다. 어떻게 불이 들어오는지 궁금해졌다. 대략적인 원리를 보자. 우선 많이 들어본 필라멘트는 저항이 강한 물질이다. 전류가 흐르면 저항이 강한 필라멘트는 전기에너지를 열에너지로 바꿔버린다. 이렇게 필라멘트는 열에너지를 받게 되고 뜨거워진 필라멘트에서 열에너지가 빛에너지로 바뀌면서 전구가 밝게 빛나는 것이다. 솔직히 이렇게 간단하게 정리한 원리조차도 모르는 것이 사실이다. 더 깊게 들어가보자. 필라멘트는 어떤 물질로 만들어야할까? 전구를 발명했다고 알려진 토마스 에디슨도 이 문제에서 명언을 남긴다. "실패는 성공의 어머니다." ..

도구의 원리 2021.03.01