'커패시턴스'에 해당되는 글 1건

지난시간에 커패시터가 뭘 의미하는지 간략하게 알아보았습니다.

커패시터란 전기를 충전하고 방전하는 기능을 수행하는 것으로,

전자회로에 수 많은 커패시터가 사용되며

실생활 응용 예중 가장 밀접하게 접할 수 있는 부분을 꼽으라면.

우리가 반도체물성에서 배웠던 반도체에서도 커패시터가 엄청나게 많이 사용됩니다.

우리는 지난시간에

커패시터의 기본 공식에 대해서 배웠었죠

Q = C * V

위 공식에서

Q는 전하량

C는 비례상수이며 커패시턴스라고 불립니다.

V는 전압이고요.

전하량이 전압과 비례한다는 의미입니다.

전하량이라는 건

전자의 양을 의미하는데

전자가 쉽게말해서 얼마나 많이 저장될 수 있는지 그 능력이.

전압의 크기와

비례상수로 결정된다는 의미죠.

다시 말하면.

아주 상식적으로 생각했을때

전압이 전기적인 위치에너지를 나타내주는 것이므로

전기에너지가 크다면

전자를 많이 밀어낼 수 있겠죠.

외우려고 하지말고 아래와 같이 문장으로 읽어보면

너무 당연한 이야기입니다.

'전기를 저장하는 능력은 전자를 밀어낼 수 있는 힘에 의해 좌우된다.'

여기에 전자를 저장할 수 있는 요소가 한가지 더 있다면

그것을 바로 커패시턴스라고 부를 수 있는 것인데

커패시턴스는 물질마다 고유하게 정해져 있는 값입니다.

Q나 V가 변한다고해서 C가 변할 수 없어요.

C는 그렇다면 어떤것에 의존하는 것이냐?

C = (유전율 * 판의 넓이) / 판의 거리

이렇게 말해서는 이해가 당연히 안가겠죠.

아래 그림처럼 회로가 있다고 가정해봅시다. 

위 그림처럼 '+'가 모여있는곳, 그리고 '-'가 모여있는 곳을  입체적으로 확대 해보겠습니다.

외우지 마시고 한번 공식을 다시보세요.

C = (유전율 * 판의 넓이) / 판의 거리

C는 전하량을 저장하는 능력에 비례하는 비례상수로 쓰인다 했습니다.

C가 크다는 것은 전하량을 저장하는 능력이 좋다고 판단할 수 있고

C가 작다는 것은 전하량을 저장하는 능력이 안좋다고 판단할 수 있겠죠.

그런데 그런 C라는 값이 판의 넓이에 비례한다고 합니다.

판의 넓이가 커질수록 '+', '-'가 들어갈 수 있는 면적이 넓다고 자연스럽게 상상이 되십니까?

그렇담 거리는요?

거리가 가까우면 가까울수록 '+' , '-' 양전하와 음전하의 인력이 강해지겠죠.

때문에 더 충전이 잘된다고 판단할 수 있을겁니다.

여기서

ε라는 것은 입실론이라고 읽고.

어려운말로 유전율이라고 표현하는데

어렵게 생각할거 없습니다.

외부에서 적절한 자극을 주었을때

전기적인 성질을 가질 수 있는 확률이 얼마나 높냐 정도로 이해하시면 됩니다.

즉, 유전율이 크면 클수록 전기적인 성질을 띄기 쉽고

유전율이 작을수록 전기적인 성질을 가지기 어렵습니다.

유전율(ε)이 클수록, 면적의 크기(A)가 클수록, 극판의 거리(d)가 가까울수록

전하를 저장하는 능력(C)이 커지고

유전율(ε)이 작을수록, 면적의 크기(A)가 작을수록, 극판의 거리(d)가 길수록

전하를 저장하는 능력(C)이 작아집니다.

아래 공식이 성립하는 이유는 위 설명에서 찾을 수 있겟네요.

C = (유전율 * 판의 넓이) / 판의 거리

다음시간에 이어서 커패시터의 특징을 계속 설명드리겠습니다..