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어느덧 회로이론 포스팅이 전체의 중간정도를 지나가는것 같네요.

사실 예전에 학교 다니면서 열심히 공부했을 때에는 이맘쯤 해서  중간고사를 치렀던 것 같습니다.

오늘 배워볼 것은

커패시터입니다.

캐패시터라고 부르기도 하고

콘덴서라고 부르기도 합니다.

다 동일한 이름을 다르게 표현한 것이니 모두 같은 의미로 생각하시면 되겠습니다.

자.

우리는 지금껏 저항과 전압원 전류원으로만 이루어진 소자를 바탕으로 회로를 구성했었습니다.

아래처럼요.

저항은 전류의 흐름을 방해하는 소자로서

발열이 발생함으로써 전기에너지를 빛이나 열에너지로 변환해준다면

우리가 오늘 배울 커패시터는, 전기에너지 자체를 보관하는 느낌으로 접근하시는게 좋겠습니다.

자.

그럼 어떻게 전기에너지를 저장할 수 있느냐?

그림을 보시면 전압원 V1에서

양전하가

하나의 극판에 모이고

음전하가

나머지 하나의 극판에 모이게 되는 모습을 발견할 수 있을겁니다.

상식적으로 이런상황이라고 하면

+ 와 -가 붙으려는 성질때문에

자석과 같은 인력이 작용하여

두극판이 붙어버리겠죠.

물론 저항이 아주 작다면 터져버릴 수 도 있죠.

허나 물리적인 어떤 에너지에 의해,

혹은 절대 닿을 수 없는 두 극판을 기구적, 화학적, 전기적으로 설계하였다면

어떻겠습니까?

+와 -는 끌어당기려는 성질 때문에

마치 양극판에 +와 -가 똘똘 뭉쳐있는 모습으로 남아있을겁니다.

마치 배터리처럼요.

이를 실제 회로도로 표현하면 아래와 같습니다.

C2라고 표현된 짝대기 두개가

바로 커패시터를 말하는 것이며,

단위는

패럿(FARROT)이라는 단위를 사용합니다.

저항의 (OHM)과 같은 개념이죠.

두 극판사이에는 공기나, 세라믹, 종이, 운모와 같은 절연체를 사용하게 되고

양극판은 알루미늄을 주로 사용합니다.

이러한 커패시터는 전하를 한곳으로 응축시켜주는 역할을 하기에

마치 건전지와 비슷하죠.

건전지 역시 +극과 -극이 존재하고

평소에는 절연되어 있다가

어떠한 부하를 연결하여 회로가 개통될때

전기가 흐르게 되죠.

아래처럼요.

물론 이러한 커패시터는 실제로 건전지와 같이 쓰일 수는 없습니다.

건전지는 방전이 아주 천천히 이루어지는 반면

커패시터의 방전은 엄청나게 빠른시간에 일어납니다.

무슨소리인가 하면.

커패시터가 그림1처럼

한극판에 +가 모여있고

나머지 한 극판에 -가 모여있는 상태를

충전상태라고 표현하면

그림2처럼

커패시터 양단에 어떠한 부하를 투입했을때

전하가 이동하는 것을 방전된다 라고 표현하는데

건전지는 화학작용을 통해서 방전이 천천히 일어나므로

유의미한 방법으로 전구를 켤 수 있는데

*유의미하다는 것은 전기의 움직임을 사람이 원하는 용도대로 사용할 수 있다는 의미입니다.

*전구는 오랜시간 지속되서 켜지는게 좋겠죠.

커패시터는 특성마다 다르겠지만 1초도 안되는 짧은 시간에 방전이 이루어집니다.

해서. 커패시터를 우리가 생각하는 건전지 개념으로 이해하는 것은 좋으나

건전지와 똑같은 기능을 수행할 수 있다고 이해하시면 안되겠습니다.

이러한 커패시터는 특별한 관계가 성립하는데요

Q = C * V

Q = 전하량

C = 비례상수

V = 전압

전하량이 전압과 비례관계라는거죠.

이 이야기는 다음시간에 이어서 자세히 풀어보도록 할게요.