캐패시터(커패시터)의 이해

대표 ㅎ_ㅎ

이번 실험의 주제는 커패시터(Capacitor)에 대해 이해를 해봅시다.(커패시터, 콘덴서로도 부를 수 있지만 저는 캐패시터가 편해서 캐패시터로.. 말하겠습니다 헿)

FLOYD 실험교재 Chapter 20을 기준으로 작성하였고, 복잡한 이론의 설명은 생략했습니다.
하단에 이해가 가지 않는 용어들이 있을까봐 따로 정리를 하였습니다. 이해가 가지 않으신 분들은 용어부터 읽어주시면 좋을 것 같네요 이번 포스팅의 목차는 아래와 같습니다.

목차

1. 커패시터란?

2. 회로에서의 직-병렬 표현

3. 커패시터 읽는 방법(세라믹, 전해)

4. 용어 설명

5. 참조 문헌

 

1. 커패시터란?

커패시터는 2개의 도체를 절연체 또는 유전체 재료로 분리시킨 소자이며 전계의 성질에 기인하는 소자이다.
커패시터는 변위 전류를 전압과 관련 짓는다.

커패시턴스의 회로 파라미터는 영문자 "C"로 나타내며 F(farad, 패럿)로 측정하며 실제 커패시터 값은 pF ~ uF의 범위를 가지는 것이 일반적이다.

2개의 작은 평행 도전판으로 표시를 하는데 커패시터의 기호는 도전체가 유전 또는 절연 재료로 분리되어 있을 때는 항상 커패시턴스가 발생한다는 것을 알려준다.

커패시터의 심볼

2. 회로에서의 직병렬 표현

 

커패시터의 직렬표현 (좌) 병렬 표현(우)

직렬로 연결된 커패시턴스 또는 병렬로 연결된 커패시턴스는 하나의 등가 커패시턴스(Ceq)로 간략하게 표현할 수 있다.

직렬 커패시턴스 표현은 개별 커패시턴스의 역수의 합과 같이 표현할 수 있다.

병렬 커패시턴스 표현은 개별 커패시턴스의 합과 같다.

3. 실험에서의 커패시터를 읽는 방법

커패시터를 읽는 방법은 커패시터의 종류에 따라 다른데 학부에서 보는 대표적인 커패시터(세라믹, 전해 커패시터)들로만 포스팅하였는데 이번 실험에서 사용하는 캡을 보고 수정을 할 것 같습니다.

1) 세라픽 커패시터

세라믹 커패시터는 부품 표면에 숫자가 적혀있는 것을 알 수 있습니다 (104)
세라믹 커패시터의 기본 단위는 [pF]입니다.

앞에 있는 두 글자 "10"은 10(숫자)을 표현한 것이고, 뒤에 있는 "4"는 10^"4"를 표현한 것이죠

예시로 표현되어있는 세라믹 커패시터를 계산을 해보면 104 = 10*10^4 = 100,000 [pF] = 0.1[uF]

세라믹 커패시터

2) 전해 커패시터

전해 커패시터의 경우는 원형 기둥 옆에 숫자가 표기 되어있는데 그 숫자를 보고 용량이 몇이구나 라고 알 수 있는데
아래 사진을 보시면 22[uF] 이라고 적혀있으니 세라믹 커패시터보다 읽기는 쉽지만 전해 커패시터 같은 경우엔 극성을 가지고 있습니다.

회색 띠쪽에 있는 선이 (-) 단자를 의미하고 있습니다.

 

전해 커패시터

 

4. 용어 설명

1) 전계

전하의 분리 또는 전압에 기인하며 전압이 시간에 따라 변화하면 전계도 시간에 따라 변하는 것

2) 변위 전류

전계가 발생한 공간에 변위 전류를 발생시키는 것

3) 커패시턴스(Capacitance, 정전 용량)

전압을 가했을 때 축척되는 전하량의 비율을 나타내는 양 단위는 F(farad) 이러한 커패시턴스 값을 C라 지칭한다.

2021.05.26 - [실험 관련/회로이론 실험] - Capacitor의 Reactance(커패시터의 리액턴스)

Capacitor의 Reactance(커패시터의 리액턴스)

참조 문헌

James W. Nillson & Susan A. Riedel, "Electric Circuits",10th ed, PEARSON, 2015


RFDH 운영자, "RF 기초강의실", 코너북, 2019