소방 기술사 이젠 합격: 제백 효과, 펠티어 효과~ 소방기술사 합격대비 확실하게 핵심만 요약정리 [직관적 학습방법]

이미지출처 : 헤드쉐이커-티스토리

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언제부터인가 모든 학문의 지식적인 부분에 대한 접근을 직관적으로 하려고 노력하게 되었다. 그 이유는 눈에 보이지 않는 부분들이 이론적으로 내게 다가왔기 때문이다. 그렇게 이론적인 내용들은 내가 직접 실물로 보지 못하는 것들이고 왜 그렇게 정해졌고 만들어졌으며 어떻게 해서 그런 구조를 지니게 되었나 하는 궁금증을 가지지 않으면 아무리 억지로 암기를 해도 그 내용은 쉽게 잊혀지는 경험을 해보았기 때문이다.

저와 같은 생각을 가진 분들이라면 다음의 내용도 최대한 직관적으로 보려고 노력해보기를 바란다.

 

1. 제벡효과(Seebeck Effect)

⑴ 서로 다른 두 종류의 금속을 접촉하여 두 접점의 온도를 다르게 하면 온도차에 의해 열기전력을 발생하고 미소한 전류가 흐른다.

-> 온도차에 의한  열기전력이 발생하고 미소전류(아주 작은 전류라고 하면 될까?)가 흐르게 된다라는데 이러한 현상의 발생에는 이종금속의 접촉으로 두 접점이 온도의 차이를 줘야 한다는데 있다.

⑵ 다른 쪽 접점을 냉각하면 이 전위는 더욱 커지고 2종의 다른 금속을 접속해 두면 온도차에 의해서 기전력이 발생하기 때문이며 일반적으로 이것을 열기전력이라 한다.

-> 온도차가 커지게 되면 여기서 전위차가 커지게 된다. 이때 기전력이라는 것이 발생한다. 이 기전력을 열기전력이라고 우리는 칭하자고 약속한다. 열기전력이 발생~

⑶ 1종류의 금속에서는 이 열기전력을 측정하는 것은 어렵지만 2종류의 금속을 조합함을써 그것이 가능한데 1821년 제벡이라는 사람이 발견하여서 제벡효과라 한다.

-> 이종금속의 접점과 그 두종류 금속간 온도차를 줘서 서로간의 전위차가 커짐으로 인해 열기전력이 발생하는 것을 발견한 사람이 제벡이라는 과학자다보니 이를 제벡효과라고 하는 것이다.

⑷ 열기전력의 크기는 양쪽 접점간의 온도차에 거의 비례한다.

여기서, 기전력을 , 온도차를 , 비례상수 를 제벡계수라고 한다.

-> 아하~ 제벡계수라는 것은 온도차에 의한 열기전력의 크기를 상수로 한것을 말하는 것을 알 수 있다. 제벡계수!

⑸ 금속속의 자유전자는 그 금속의 종류나 온도에 특유한 에너지로 움직이고 있다. 같은 종류의 금속이라도 고온의 것과 저온의 것을 접촉시키면 전자에너지가 다르기 때문에 전자가 한쪽으로 이동해 가서 전위차가 생긴다. 이 열기전력에 의해 전류를 흘리는 장치를 열전대라고 한다.

-> 열전대에 대한 용어도 여기서 알 수 있는데 열전대라 함은 다름아닌 열기전력 의해 전류를 흘리는 장치라고 할 수 있다. 의도적인 장치이겠지.

⑹ 보통 사용되는 열전대로는 copper-constantan, iron-constantan 등이 있다. 온도센서로는 가급적 고감도로 하고 싶어서 이 값이 큰 금속의 조합인 동과 콘스탄탄 등이 자주 사용된다.

-> 여기서 온도센서가 필요하게 되는데 그 온도센서로는 고감도를 사용해야 하는 점에서 우리는 왜 소방공부를 하는데 있어서 제벡효과를 배워야 하는지에 대해서 직관적으로 알 수 있다. 그것은 다름아닌 화재로 인한 온도의 차이의한 열기전력발생을 감지하고자 함에 있다고 볼 수 있다. 여기서 단순한 온도의 증가만이 아니라 온도차에 의한 전위차가 커지고 그로인한 열기전력의 전류가 흐르게 되는 점을 이용하면 차동식 스포트형이나 분포형 감지기등의 원리로 제벡효과를 추정할 수 있게 된다.

 

2. 펠티어 효과(Peltier effect)

⑴ 다른 종류의 도체를 결합하여 거기에 전류를 흘리면 그 접합점에서 주울(Joule)열 이외에 열의 발생 또는 흡수현상이 생긴다. 이 현상을 펠티어효과(Peltier effect)라고 부른다.

⑵ 이것은 제벡효과와는 반대의 현상으로 1834년에 Peltier라는 사람이 발견하여서Peltier effect라고 한다. Peltier effect는 전류의 방향을 반대로 하면 열의 발생이었던 곳은 흡수로, 흡수였던 곳은 발생으로 변한다.

⑶ Peltier effect를 수식으로 나타내면 단위 시간당 즉, 매초 발생 또는 흡수하는 열량을 , 흐르는 전류를 라고 하면 는 에 비례하고 있어서 의 관계가 있다. 이 비례상수 를 Peltier 계수라고 한다.

⑷ 도체중에서 전하를 운반하는 자유전자는 또한 열을 전달하는 역할도 하고 있다. 전류의 방향에 따라서 발열되기도 하고 흡열되기도 하는 점이 주울열과 다르며 전류의 2승이 아니고 1승에 비례하는 점도 주울열과 다르다.

⑸ 펠티어효과는 전류를 일부러 흘려주어 온도차를 만들게 되므로 상대적으로 찬 부분을 이용한다면 냉동기로 사용될 수 있는데 이것을 열전냉동기라 한다.

 

톰슨효과에 대해서는 나중에 설명하기로 하겠다~~ 이 모든것들은 열전효과들이라고 한다.

 

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아래의 첨부된 파일은 소방기술사 키워드북 시리즈를 모두 한군데 담은 통합본 파일입니다. 
이 통합본 안에 들어있는 소방기술사 교재들은 제가 직접 공부하면서 요약정리한 것 들입니다.

통합본 구성물 - 소방기술사 키워드 북 오리지널(서술형 문제 작성법 위주) -> 샘플보기

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                   <추가사항> 소방기술사 기출빈도 분석 학습 엑셀표모음(99회~최근)

솔직하게 말씀드립니다. 소방이 전공이 아니었던 제가 2년 동안 소방기술사 공부를 하면서 처음 시험엔 28.5점 나왔는데 나중에는 57점대 나왔습니다. 이젠 합격을 바라보고 공부를 하고 있습니다. 제가 공부를 하면서 직접 작성한 교재 3세트입니다. 모두들 소방 공부를 하실 때 많은 도움이 되었으면 하는 바람에서 파일을 올립니다. 파일은 비밀번호가 필요한 파일입니다. 비밀번호 필요하신 분은 아래 적혀있는 계좌로 교재비 입금해주시고, 010-9162-6135로 문자 보내 주시면 비밀번호를 알려드리겠습니다 (참고로 유료로 제공해드리는 교재입니다. 시중에 교보문고 및 해피캠퍼스 등에서 각 낱권으로 판매 중입니다) 

은행계좌  신한 110-523-657651  예금주 : 스토리원 (주원규)  교재비용 : 3만 원

소방기술사 키워드북 교재 통합본 (2).zip

3.63MB

 

 

교재에는 관심이 없으시더라도 010-9162-6135로 성함과 이메일주소 알려주시면 제가 공부하면서 모아두었던 소방기술사 80회~128회 기출문제 모범답안 풀이해설 모은 파일 및 학습방법을 보내드리겠습니다. 이건 양이 많아서 업로드가 잘 안되더라구요

 

저는 아래와 같은 일을 하는 사람입니다.

소방 비전공자이고 완전 생초보였습니다. 독학으로 공부중입니다. 학원다녀본 적이 없습니다. 그래도 직접 교재만들어서 성적을 30점정도(29점에서 57점) 올렸습니다.  생초보도 이렇게 성적 올리는데 이젠 함께 합격을 이루시지요~(바로 위 링크 클릭~!)

도시, 주택개발, 건축, 인테리어 설계, 시공 문의 b-studio@hanmail.net 이나 010-9162-6135로 문자요망

(주)여울 종합건축사사무소와 컨소시엄 작업수행중

건축 & 문화 프로젝트팀 STORY ONE에서 활동중, 26년차 건축가 주원태

홍익대학원 도시계획과 석사과정 

저서로는 [수인의 건축]  [집과 연필, 비례이거나 반비례거나]등이 있다