커패시터: 두 판 사이의 차이
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(새 문서: 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...) |
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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[편집 | 원본 편집]
- 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:
종류[편집 | 원본 편집]
- 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[3]
- 기타: 마이카, 진공 커패시터 등 특수 목적용
주요 특성[편집 | 원본 편집]
| 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[편집 | 원본 편집]
- 평행판 커패시터의 정전용량은 다음과 같다:
- 정전용량 C = ε × (A / d)
- ε: 유전체의 유전율
- A: 전극의 면적
- d: 전극 사이의 거리
- 정전용량 C = ε × (A / d)
- 커패시터에 저장된 에너지는 다음과 같이 계산된다:
- 저장 에너지 W = 1/2 × C × V²
- C: 정전용량
- V: 전압
- 저장 에너지 W = 1/2 × C × V²
응용 분야[편집 | 원본 편집]
- 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[편집 | 원본 편집]
- 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[4].
안전 및 주의 사항[편집 | 원본 편집]
- 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[편집 | 원본 편집]
참고 문헌[편집 | 원본 편집]
각주[편집 | 원본 편집]
- ↑ 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
- ↑ 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
- ↑ Wikipedia, "Supercapacitor", https://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor
- ↑ Wikipedia, "Capacitor", https://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor
