커패시터가 어떤 용도인지 회로에서 어떻게 사용하는지 궁금하신가요?
이번 시간에는 도체에 다량의 전하를 일시적으로 저장할 수 있는 장치, 커패시터에 대해서 알아보겠습니다.
1. 커패시터의 구조
커패시터는 한쌍의 전도판과 두 전도판을 분리시켜주는 절연 물질로 구성되어 있습니다.
2장의 전극에 전압이 인가되면 한쪽 전극에 전자가 모여 –로 대전되고, 다른 쪽의 전극은 전자가 부족한 상태가 되어 +상태로 대전되는데. 이때 쿨롱의 힘에 의하여 마주보는 전극판에 서로 반대 극성의 전하를 붙잡아 둘 수 있는데 이는 곧 전하를 담아 둘 수 있는 걸 의미합니다.
이때 이러한 전하를 담는 과정을 충전(charging)이라고 하고, 반대로 담아 둔 전하를 내보내는 것을 방전(discharging)이라고 합니다.
2. 커패시터의 성질 - ①전하를 저장한다.
<Q=CV>
Q : 커패시터에 축적된 전하 (C)
C : 정전용량(전극이 전하를 축적할 수 있는 능력)
V : 커패시터에 인가된 전압
3. 커패시터의 성질 - ②직류를 차단하고 교류를 통과시킨다.
- 직류전원 : 커패시터의 전극은 유전체를 사이로 두고 떨어져 있으므로 직류전압을 가하면 충전과정에서 순간적으로는 도선에 전류가 흐르지만 유전체(절연체) 내부에서는 전류가 흐르지 않습니다.
- 교류전원 : 교류 전원을 연결하면 전극판은 주기적으로 충전과 방전을 반복하며 전계방향도 그 때마다 반전합니다. 절연체 내부를 통하여 전자가 이동하는 것은 아니지만 실질적으로는 교류전류가 흐르고 있다고 볼 수 있기 때문에 커패시터는 교류전류를 통과시킵니다.
4. 기타 커패시터 용도
①전원의 Backup 역할
: 보통은 전원으로부터 전류를 공급 받지만 큰 전류를 갑자기 필요로 할 때 커패시터에서 전기를 방출(전류공급)함으로써 보충역할을 하게 되는데, 이러한 용도를 평활(平滑)콘덴서라 부릅니다.
②AC전압・전류 통과, DC전압・전류 차단
: 큰 전류를 갑자기 필요로 할 때 커패시터에서
전기를 방출(전류공급)함으로써 보충역할을 하게 되는데, 이러한 용도를 평활(平滑)콘덴서라 부릅니다.
<커패시터 용도 정리표>
| 용도 | 역할 |
| Decoupling | 디지털회로 등에서, 전원으로부터 유입되는 노이즈성분을 GND로 빼냄으로서, IC등의 부하전류의 급격한 변화방지 및 안정적인 전류를 공급함 |
| Coupling | 회로에 흐르는 직류성분이나 불필요한 저주파성분을 제거 |
| 전원평활용 | 전원회로에서 발생하는 리플(ripple)을 억제시키고, 보다 직류에 가깝도록 신호를 평활(平滑)화 시키는 용도 |
| 온도보상용 | 코일이나 트랜지스터의 온도특성을 커패시터가 가지는 온도특성과 중첩시켜, 온도변화를 최소화시키는 용도 |
| 발진회로 | 의도하는 주파수의 신호를 만들어낼 목적으로, 코일, 저항과 결합하여 회로를 구성하는 경우 |
| 동조회로 | 복수의 신호로부터 원하는 신호만을 추출하기 위해, 코일, 저항과 함께 회로를 구성하는 경우 |
| 서지 흡수용 | 전원으로부터 유입되는 서지(Surge)전류를 흡수할 목적으로, 부하와 병렬 삽입하여 사용하는 경우 |
written by. 한국무라타전자 기술지원팀 박승훈
※그림 및 영상 출처 : 무라타 웹사이트 , 통합논술 개념어 사전, 공대5호관 박권배기술사
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