[커패시터] 커패시터란? 커패시터의 기초, 커패시터의 역할

 

 

 

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘부터는 커패시터(콘덴서)에 대해서 공부해볼겁니다.

실무에서 정말 많이 사용하고 있는 부품인만큼 잘 알아두는 것이 중요합니다.

그럼 시작해볼까요?

 

 

 

 

1. 커패시터란? 커패시터의 특징!

 

커패시터란 콘덴서 축전기라고도 불리는 소자로

전기를 일시적으로 저장하는 소자입니다.

 

2개의 도체판 사이에 절연체(유전체, Dielectric)가 들어간 구조로 되어있습니다.

이 절연체는 전극판과 전극판 사이의 전기를 차단하고 전기를 담아두는 역할을 합니다.

어떤 재질의 절연체를 포함하느냐에 따라 커패시터의 종류가 나누어집니다.

 

두 도체판 사이에 전압을 걸게되면

음극에는 (-) 전하가 양극에는 (+) 전하가 유도되고 이로 인해 전기적 인력이 발생합니다.

이 인력에 의해 전하들이 모여있게 되어서 에너지가 저장되는 것입니다.

 

이 때 모이는 전하량은 전압에 비례하게 됩니다.

커패시터가 전하를 충전할 수 있는 능력을 커패시턴스 혹은 정전용량 이라고 합니다.

용량 단위는 F(패럿)이며, 일반적으로는 pF, uF 단위를 주로 사용하게 됩니다.

 

출처 : 삼성반도체이야기

 

 

 

2. 커패시터의 역할 또는 용도

 

 

그렇다면 이러한 전기를 저장하는 용도로만 사용하는 것일까요?

용도는 크게 다섯가지 정도로 정리할 수 있습니다.

 

첫번째, 커플링

커플링이란 직류와 교류가 섞여 있는 신호에서 교류 신호만 통과시키는 기능을 말합니다.

 

두번째, 발진

충전과 방전을 반복하여 과도 파형을 만들어 내는 기능을 말합니다.

 

세번째, 완충

보조 배터리처럼 전압을 충전한 다음에 전류를 출력하는 기능을 말합니다.

 

네번째, 평활

맥류 신호 (직류와 교류가 합쳐진 것)을 일정한 직류 평균 전압으로 만들어 주는 기능을 말합니다.

 

다섯번째, 바이패스

노이즈 성분을 그라운드로 흘려버리는 기능을 말합니다.

 

저는 실무에서 바이패스 커패시터를 가장 많이 사용합니다.

전자 회로는 노이즈와의 싸움이다 라는 말 들어보셨나요 ㅎㅎ

이러한 노이즈를 제거하기 위한 용도로 거의 모든 IC에 사용하고 있습니다. 

 

 

 

 

3. 직류와 교류에서의 커패시터

 

 

그림이 좀 이상하긴 한데 예쁘게 봐주세요..ㅠㅠ

 

이번에는 직류에서의 커패시터와 교류에서의 커패시터를 알아보겠습니다.

 

1) 직류

전원에서 전압이 들어오게 되면 전원부와 커패시터의 전압이 같아질 때 까지

커패시터로 전류가 흐르며 충전되기 시작합니다.

그리고 커패시터의 용량만큼 충전이 다 되면 

전원과 커패시터의 전압이 같아지기 때문에 더 이상 전류가 흐르지 않습니다.

그러다 전원부의 전압이 끊어져서 그 전압이 유지되지 않으면 

커패시터는 저장하고 있던 에너지를 IC에 공급하게 됩니다.

 

저도 회로를 설계할 때 전원의 안정성을 위해 IC의 전원부에 커패시터를 배치하곤 합니다. 

 

2) 교류

커패시터가 충전된 상태에서 (+)극과 (-)극을 반대로 접속하면 

전원과 커패시터의 극성이 반대가 되므로 전위차가 생겨 전류가 흐르게 됩니다.

 

충전이 완료되면 전위차가 없어지므로 직류의 경우는 전류를 차단하지만

교류는 (+)극과 (-)극이 계속해서 전환되는 특성이 있어서 충, 방전을 반복하게 됩니다.

 

따라서 직류와 달리 교류는 통과할 수 있게 됩니다.

 

출처 : 자바실험실

 

 

 

4. 커패시터의 직렬과 병렬

 

 

 

커패시터를 직렬로 연결할 경우에는 저항의 병렬 연결과 비슷하고, 

커패시터를 병렬로 연결할 경우에는 저항의 직렬 연결과 비슷합니다.

저항이랑 반대라고 기억해주시면 편합니다.

 

 

커패시터의 가장 기본적이지만 가장 중요하다고 할 수 있는 부분에 대해 공부해보았습니다.

다음 시간에는 커패시터의 종류에 대해 자세히 보고

수식을 통해 커패시터를 이해해 보는 시간을 가져보겠습니다.

감사합니다. ^_^