유전체의 특수현상

전기기사 필기 2016년 2회 20번

Q문제

압전 효과를 이용하지 않은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

수정 발진기

수정 발진기는 수정(Quartz)의 압전 효과를 이용하여 매우 정밀하고 안정한 주파수를 발생시키는 장치입니다.

마이크로 폰

마이크로폰은 음파에 의한 기계적 진동(압력)을 전기 신호로 변환하는 압전 효과를 이용하는 대표적인 기기입니다.

초음파 발생기

초음파 발생기는 전기적 에너지를 가하여 기계적 진동을 일으키는 역압전 효과를 이용하여 초음파를 생성합니다.

자속계

자속계는 전자기 유도 현상을 이용하여 자속을 측정하는 장치이므로 압전 효과와는 무관합니다.

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Step 1: 압전 효과(Piezoelectric Effect)의 개념을 정리합니다. 압전 효과는 결정체에 기계적 압력을 가할 때 분극이 일어나 전하가 나타나는 현상(정압전 효과)과, 전계를 가할 때 기계적 변형이 일어나는 현상(역압전 효과)을 통칭합니다.

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Step 2: 압전 효과의 응용 사례를 검토합니다. 수정 발진기, 마이크로폰, 초음파 발생기, 가속도 센서 등은 압전 소자의 특성을 직접적으로 활용하는 장치들입니다.

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Step 3: 자속계(Fluxmeter)의 작동 원리를 확인합니다. 자속계는 코일을 통과하는 자속의 변화에 의해 유도되는 기전력을 측정하여 자속량을 산출하는 장치로, 패러데이의 전자기 유도 법칙을 기본 원리로 합니다. 따라서 압전 효과를 이용하는 장치가 아닙니다.

압전 효과와 역압전 효과는 어떻게 다른가요?

기계적 압력을 가해 전기를 발생시키는 것이 정압전 효과이며, 반대로 전압을 가해 기계적 변형을 일으키는 것이 역압전 효과입니다.

자속계는 어떤 원리로 자속을 측정하나요?

주로 탐색 코일에 발생하는 유도 기전력을 적분기(Integrator)를 통해 계산하여 자속의 총량을 측정하는 전자기 유도 원리를 사용합니다.

압전 효과가 나타나는 대표적인 물질은 무엇인가요?

수정(Quartz), 로셀염, 티탄산바륨(BaTiO3) 등이 압전 특성이 강하게 나타나는 대표적인 유전체 물질입니다.