[전자회로] 커패시터와 커패시턴스

안녕하세요 대학원 석사 1년차 은교입니다 :)

취업을 했다가 다시 공부가 더 하고싶어 대학원에 진학을 하게 되었습니다.

다시 차근차근 공부하면서 정리하는 내용을 공유하며 가치를 더하고 싶어 블로그를 만들게 되었어요

공부중인 학생이니 틀린부분이 있다면 알려주시면 감사하겠습니다^_^

 

---

https://eunkyovely.tistory.com/4

[전자회로] 인덕터와 인덕턴스

 

지난 포스팅에 이어 오늘은 인덕터와 반대의 성질을 가진 커패시터에 대해서 정리해볼게요ㅎ_ㅎ

 

---

커패시터(Capacitor)란?

두 도체 사이의 공간에 전하를 모으는 소자로, 축전기 또는 콘덴서(Condenser)라고도 부릅니다.

콘덴서는 주로 저주파에서 사용되는 용어로써 nF~mF 수준 이상의 큰 커패시턴스값을 가지는 소자를 말합니다.

 

커패시터는 보통 두 개의 도체 판으로 구성되어 있는데 그 사이에 절연체가 들어갑니다.

즉, 유전체를 통하여 전기장을 만듭니다.

회로에서는 전하를 저장하는 역할을 하는 커패시터!

커패시터 기호

 

커패시턴스(Capacitance)란?

커패시턴스란 전압을 가했을 때 축적되는 전하량의 비율을 나타내는 양입니다.

쉽게 말하자면 단절된 금속사이에서 전류/전압의 변화가 있을때만 신호를 통과시키려는 성질 또는 그 정도를 말합니다.

도선에 전류가 흐를 때 그 전류의 변화를 막으려는 성질을 가지고 있었던 인덕턴스와는 반대의 개념이죠?

위 그림과 같이 커패시터의 회로기호를 보면 선로가 끊어져 있는 것처럼 보이는데 실제로도 끊어져있습니다.

이게 무슨 말이냐? 하면 실제 금속선로 입장에서는 끊어져있는 소자인데

그 사이에 채워진 유전체는 전하를 직접 흘려주지는 않지만 유전체 내부에서 전극이 배치되어 전기적 방향성을 띠게 됩니다.

 

결국 한쪽 방향으로 전하가 흘러가기만 하는 직류(DC)는 

직류를 인가한 그 순간에는 잠시 전기가 흐르는 듯 하다가 뚝 끊어지게 됩니다.

 

커패시터는 전압/전류에 변화가 있을 때만 동작한다고 설명드렸죠?

그래서 직류가 새로 인가되는 그 순간에만 변화를 감지하고

잠시나마 유전체가 분극을 일으키고는 전기가 흐르지만 이내 사라지기 때문에 전기적 신호전달이 불가능합니다.

 

그러나 주기적으로 전압전류가 변화하는 교류(AC)의 경우에는 유전체의 분극현상이 사라지기 전에

극성이 바뀌어 버려서 그 변화하는 신호파형이 건너편으로 잘 전달되게 됩니다.

한쪽에 전극이 형성되면 유전체 내에서도 전극이 쏠리면서 극이 나뉘고

그 결과 반대쪽 금속판에도 반대의 전극을 형성시켜줄 수 있게 되니

결국 끊어진 금속 판 사이로 교류파형의 변화형상, 즉 신호가 전달되게 되는 것!!

얼마나 빠른 변화의 양상을 잘 전달할 수 있냐를 나타내는 지표가 커패시턴스가 되는 것이죠

 

이러한 성질도 직류는 그냥 흘러주었지만 교류에서는 전류의 변화를 막으려고 했던

인덕턴스와 확실히 반대라는것을 알 수 있죠?ㅎㅎㅎ

 

 

커패시터의 주파수 특성

그렇다면 커패시터의 주파수 특성은 어떨까요?

인덕터는 L값에 따라 고주파 신호의 통과를 억제했다면

커패시터는 C값에 따라 고주파 신호를 더 잘 통과해냅니다.

 

 

커패시터의 직렬연결

 

 

인덕터와 달리 커패시터는 위의 식과 같이

전체 커패시터의 용량 값의 역수는 각 커패시터의 용량값 역수의 합과 같습니다

마치 저항의 병렬 연결의 합과 형태가 같죠ㅎㅎ

 

 

커패시터의 병렬연결

커패시터를 병렬 연결할 경우에는 커패시터의 모든 용량 값을 더한다면 그 합은 전체 커패시터의 합과 같습니다

그래서 큰 커패시터(축전기)가 필요할 경우에는 병렬연결을 해서 사용하기도 합니다

커패시터는 주로 단일로 쓰이는 경우가 더 많고 특수한 이유가 있을 경우에만 병렬 연결을 사용한다고 해요

 

 

 

---

 

커패시터는 유전체를 통하여 전기장을 만드는 것이며

안정적인 전력 공급 혹은 노이즈신호 제거를 위해 주로 사용한다는 것!

 

 

 

제가 공부하고 있는 공대 대학원생 브이로그도 보러 와주세요 :)

youtu.be/3vdR_2S7skA