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3월 25, 2014

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압전효과의 원리

[소스 링크] 투명한 필름에서 소리가 난다면 믿겠는가? 겉으로 보면 근처 문구점에서 쉽게 구해질 듯한 얇은 두께의 비닐에서 아름다운 음악소리가 난다면? 또, 그 비닐에 대고 소리를 질러보면 그 소리가 전기신호를 발생시킨다면? 이 모든 현상 속에는 바로 ‘ 압전효과 (piezoelectric effect)’가 숨어 있다. 전기 라이터를 점화하는 원리, 압전효과. 누르면 불이 붙는 라이터의 원리, 압전효과 압전효과는 결정구조를 가진 재질 내에서 기계적-전기적 상태 사이의 상호작용을 통해 나타나는 것으로 설명할 수 있다. 즉, 해당 재질에 기계적 변화(압축 혹은 인장)를 주면 전기적인 신호가 발생하고, 거꾸로 전기적인 신호를 가하면 기계적인 변화가 발생하는 것이다. 이 때, 전자를 1차 압전효과라 부르며, 후자를 2차 압전효과 혹은 역압전효과라 부른다. 각각은 기계적 에너지를 전기 에너지로, 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 것이라 볼 수 있다. 수정, 전기석 등과 같이 압전효과를 나타내는 소자를 압전소자 라 하는데, 압전소자는 매우 다양한 분야에서 사용되고 있다. 압전소자가 가장 먼저 사용된 것은 1917년 1차 대전 중 프랑스의 과학자들에 의해 개발된 초음파 잠수함 탐지기이다. 먼저 초음파 신호를 탐지기에서 발생시키고, 이 신호가 잠수함 등 수중물체에 부딪쳤을 때, 되돌아오는 신호를 탐지하기 위하여 얇은 석영결정을 압전소자로 사용하였다. 이후, 이러한 압전소자의 응용은 폭발적으로 증가하기 시작하였다. 압전효과의 원리. <출처: (CC)Mael Guennou - Titzeff at Wikipedia.org> 가장 잘 알려진 응용분야는 전기 라이터이다. 라이터를 켜기 위해, ‘딸깍’하고 엄지로 스프링버튼을 누르면, 라이터 내부의 작은 망치가 압전소자를 때리게 된다. 이때 압전소자에서 발생...

스피커에서 진동이 일어나는 원리

[소스페이지 링크] 북을 치면 소리가 난다. 북을 세게 칠수록 북의 가죽이 크게 진동하고, 주변에 있는 공기의 진동도 커져서 소리의 세기가 커지게 된다. 즉, 북의 가죽에서 진동이 일어나 소리를 냈다고 할 수 있다. 그리고, 북의 진동수가 크면 높은 소리가 나고, 진동수가 작으면 낮은 소리가 난다. 스피커도 이와 마찬가지로 진동을 통해서 소리를 낸다. 도선 주위에 나침반을 놓고 도선에 전류를 흘러주면 나침반 바늘이 움직인다. 이는 도선에 전류가 흐를 때 그 주변에 자기장 이 생긴다는 사실을 의미한다. 이 성질을 이용하여 전자석 을 만들 수 있다. 쇠못에 에나멜 (enamel) 선을 감고 에나멜선에 전류를 흘러주면 쇠못은 자석이 된다. 자석이 된 쇠못을 영구자석에 가까이 가져가면 밀어내거나 당기는 힘이 작용한다. 이러한 원리로 스피커를 만들 수 있다. 스피커에는 진동을 하는 진동판이 있다. 이 진동판에 에나멜 선을 감은 것과 같은 코일 (coil)을 붙인다. 이 코일을 보이스 코일 (voice coil)이라고 한다. 보이스 코일을 영구자석 가까이 놓고, 코일에 소리 정보를 가진 전류를 흘러주면 플레밍의 왼손 법칙 에 따라 코일이 힘을 받아 움직인다. 스피커는 진동을 통해서 소리를 낸다. <출처: NGD> 코일과 붙어있는 진동판이 진동을 하면 공기가 진동하여 소리가 나게 된다. 이것이 스피커에서 소리가 나는 기본 원리이다. 진동판을 진동시키는 방식에는 여러 가지가 있다. 구동 방식에 따라 다이내믹 스피커, 정전형 스피커, 압전 스피커, 이온형 스피커, 진동면이 얇은 박막형 스피커 등이 있다. 그 중에서 널리 사용되고 있는 다이내믹 스피커의 작동원리를 알아보자. 아래 그림을 살펴보면 원형의 영구자석 윗면으로부터 나오는 자기장이 탑 플레이트, 폴피스, 바텀 플레이트,...

웹 보안과 웹 방화벽

1. 웹 보안과 웹 방화벽 현대사회는 정보화 사회다 . 이러한 정보화 사회를 이끌어 온 주역은 웹 ( 인터넷 ) 이다 . 수많은 정보가 웹 ( 인터넷 ) 을 통해 제공되면서 , 누구나 손쉽고 편리하게 다양한 정보들을 접할 수 있게 되었다 . 인터넷이 연결되는 곳이라면 어디에서나 클릭 몇 번만으로 생활에 필요한 다양한 물건을 구매하기도 하고 , 메신저나 싸이월드 , 블로그 등을 통해 친구나 지인들의 안부를 확인 하기도 한다 . 직접 은행에 가는 것보다 인터넷뱅킹 이용이 더 익숙한 시대에 살고 있다 . 웹은 끊임없이 발전하며 새로운 변화를 만들어내고 있고 , 우리에게 다양한 편리성과 유용성을 제공하고 있다 . 그러나 이러한 편리성의 이면에는 각종 정보보호 관련 사고들이 도사리고 있다 . 최근 국내에서 급증하는 대량의 개인정보 유출사건 , 개인 홈페이지 해킹사건 , 금융권의 인터넷뱅킹 해킹사건은 개인 및 기업 , 공공기관의 정보 유출을 넘어 직접적인 금전적 피해를 끼치게 되면서 웹 보안에 대해 사람들의 관심이 증가하게 되었다 . 기업의 정보보호관련 침해사건은 기업의 신뢰도 하락으로 기업 이미지에 악역향을 끼치는 건 물론 , 집단소송으로 이어져 기업의 존폐위기까지 치닫는 등 정보보안의 중요성은 그 어느 때보다 중요하게 인식되었다 . 그렇다면 각종 보안 위협으로부터 개인 및 기업이 안정적인 웹 보안환경 마련을 위해 할 수 있는 방법이 무엇일까 , 개인 사용자가 웹 보안에 가장 신경 써야 할 부분은 자신이 사용하는 개인 PC 를 깨끗한 상태로 유지 하는 것이다 . 인터넷 사용자의 해킹유형을 살펴보면 , PC 에 설치된 악성 프로그램이 PC 내부에 있는 사용자의 개인정보 ( 주민번호 , 계정 , 아이디 / 패스워드 , 공인 인증키 등 ) 를 해커에게 전송하게 되고 , 해커의 의해 다른 PC 를 공격하는데 이용되기도 한다 . 이러한 부분을 방지하기 위해서는 개인 PC 용 백신 프로그램을 설치하고 ,...

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