커패시터란?
커패시터는 전기 충전을 저장할 수 있는 장치로, 일반적으로 서로 가까이 있지만 접촉하지 않는 두 개의 도체(보통 판이나 시트)로 구성됩니다. 기본적으로 커패시터는 절연체로 분리된 두 개의 금속판으로 구성됩니다. 이 절연체를 유전체라고 하며, 예를 들어 폴리스티렌, 오일, 또는 공기 등이 될 수 있습니다. 커패시터는 현대 전자 및 전기 회로 및 장치에 있어 가장 많이 사용되고 유용한 전자 부품 중 하나입니다.
커패시터의 종류
커패시터는 크게 세 가지 기본 그룹으로 나뉩니다:
- 고정 커패시터: 제조 과정에서 값이 고정되며 나중에 변경할 수 없는 커패시터입니다.
- 분극 커패시터: 특정 긍정적 및 부정적 극성을 가진 커패시터로, 회로에 연결할 때는 항상 정확한 극성으로 연결해야 합니다.
- 가변 커패시터: 가변 전기 용량을 가진 커패시터로, 일반적으로 회로 교정 중에만 조정되는 트리머로 제작되거나 전자 기기 작동 중에 조정이 가능합니다.
가장 흔한 커패시터 유형에는 전해 커패시터, 세라믹 커패시터, 종이 커패시터, 필름 커패시터, 마이카 커패시터, 슈퍼커패시터 등이 있습니다.
커패시터의 응용
커패시터는 전기 에너지를 저장 및 방출하는 능력으로 인해 다양한 전자 및 전기 응용 분야에서 사용됩니다. 커패시터의 가장 흔한 응용 사례에는 에너지 저장, 타이밍 회로, 전력 계수 보정, 모터 시작 및 전력 조정, 오디오 및 신호 처리, 라디오 주파수(RF) 회로, 센서 등이 있습니다.
커패시터의 계산
예를 들어, 평행한 금속판의 면적이 A이고 분리 거리가 d인 평판 커패시터의 용량은 아래의 식으로 주어집니다:
C = εrε0A/d
여기서 εr은 상대 유전율, ε0은 진공의 유전율입니다. 이러한 관계를 사용하여 커패시터의 용량을 계산할 수 있습니다.
커패시터의 충전 및 방전
커패시터를 충전한다는 것은 커패시터의 각 도체에 전하를 축적하는 과정을 의미합니다. 커패시터, 저항, 전압원을 직렬로 연결하면 커패시터는 전압원의 전압 값에 도달할 때까지 충전됩니다. 커패시터를 방전한다는 것은 커패시터 내에 저장된 전하를 방출하는 것을 의미합니다.
커패시터에 유전체를 사용하는 이유
유전체를 사용하는 주된 이유는 커패시터의 용량을 증가시키기 위해서입니다. 유전체를 사용하면 커패시터 판 사이의 전기장이 감소하여 더 많은 전하를 저장할 수 있습니다. 이는 커패시터가 더 높은 전위 차이를 견딜 수 있게 하고, 따라서 더 많은 에너지를 저장할 수 있게 합니다.
