커패시터 편집하기

커패시터(영어: Capacitor)는 두 개의 도체(전극)가 절연 물질(유전체)로 분리되어 있고, 전압을 가하면 전극 사이에 전하를 저장하여 전기장을 형성함으로써 에너지를 저장하고 방출할 수 있는 수동 전자 부품이다.
==정의 및 기본 원리==
*커패시터는 전극과 유전체로 구성된다.
*전압이 인가되면 한쪽 전극에는 양전하, 다른 전극에는 음전하가 축적된다.
*전극 사이의 유전체는 전류 흐름을 차단하면서 전기장을 유지하고, 전하를 저장한다.
*정전용량(C)은 전극에 저장된 전하량(Q)을 전압(V)으로 나눈 값이다.
**C = Q / V
*단위는 패럿(Farad)이며, 일반적으로는 다음과 같은 단위가 사용된다:
**μF (마이크로패럿)
**nF (나노패럿)
**pF (피코패럿)<ref>OpenStax, "Capacitors and Capacitance", https://phys.libretexts.org/Bookshelves/University_Physics/University_Physics_II_-_Thermodynamics_Electricity_and_Magnetism/08%3A_Capacitance/8.02%3A_Capacitors_and_Capacitance</ref><ref>Arrow Electronics, "What is a Capacitor?", https://www.arrow.com/en/research-and-events/articles/capacitor-basics-definition-uses-and-formulas-in-series-and-parallel</ref>
==종류==
*커패시터는 유전체와 구조에 따라 다양한 종류로 나뉜다.
**세라믹 커패시터: 고주파 응답 우수, 소형 전자기기에 사용
**전해 커패시터: 큰 용량 확보, 극성 존재, 전원 회로용
**필름 커패시터: 안정성 우수, 산업용 및 고전압 회로에 적합
**탠탈럼 커패시터: 소형 고용량, 가격 높고 폭발 위험 존재
**슈퍼커패시터: 매우 큰 정전용량, 고속 충·방전 가능<ref>Wikipedia, "Supercapacitor", https://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor</ref>
**기타: 마이카, 진공 커패시터 등 특수 목적용
==주요 특성==
{| class="wikitable"
!특성!!설명
|-
|정전용량 (Capacitance)||얼마나 많은 전하를 저장할 수 있는가
|-
|전압 정격 (Voltage Rating)||커패시터가 견딜 수 있는 최대 전압
|-
|등가 직렬 저항 (ESR)||내부 저항; 과도 응답 및 손실에 영향을 줌
|-
|누설 전류 (Leakage Current)||전극 간에 흐르는 미소 전류; 전하 유지 시간에 영향
|-
|온도 및 주파수 특성||온도 변화나 주파수 변화 시 정전용량, 손실 등의 변화 정도
|}
==수식 및 이론==
*평행판 커패시터의 정전용량은 다음과 같다:
**정전용량 C = ε × (A / d)
***ε: 유전체의 유전율
***A: 전극의 면적
***d: 전극 사이의 거리

*커패시터에 저장된 에너지는 다음과 같이 계산된다:
**저장 에너지 W = 1/2 × C × V²
***C: 정전용량
***V: 전압
==응용 분야==
*커패시터는 다양한 전자 회로 및 전력 시스템에서 사용된다.
**전원 회로의 리플 제거 및 평활 작용
**신호 커플링 및 디커플링
**고주파 필터링 및 정류 회로
**발진기, 타이머 회로, RC 지연 회로
**전력 시스템의 역률 보정
**펄스 전원 장치의 에너지 저장 및 방출
==역사==
*18세기, 네덜란드에서 개발된 레이던 병이 초기 커패시터로 여겨진다.
*이후 유전체 기술과 산업 공정의 발전으로 다양한 커패시터가 등장했다.
*현재는 거의 모든 전자기기의 필수 부품으로 자리 잡고 있다<ref>Wikipedia, "Capacitor", https://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor</ref>.
==안전 및 주의 사항==
*전해 커패시터는 극성이 있으므로 역전압 인가 시 폭발 위험이 있다.
*고전압 커패시터는 완전히 방전되지 않았을 경우 감전 위험이 있다.
*고온, 고습 환경은 누설 전류 및 ESR 증가로 이어져 수명을 단축시킨다.
*정격 전압을 초과하면 유전체가 파괴될 수 있다.
==같이 보기==
*[[슈퍼커패시터]]
*[[전기 이중층]]
*[[리튬이온전지]]
*[[전자 부품]]
*[[필터 회로]]
==참고 문헌==
==각주==
<references />
[[분류:전자 부품]]
[[분류:에너지 저장 장치]]