커패시턴스와 커패시터의 차이 : 커패시터의 원리는?

 

 

 

 '커패시턴스'란? : 정전 용량

 

 '커패시턴스'란 전기장에 전기 에너지를 저장하는 능력을 말한다. 커패시턴스의 단위는 패럿(F) 단위로 측정되며, 관계식을 나타내면 'C = Q/V' 혹은 'Q = CV'다. *V 전압, Q 전하량, C 커패시턴스로 한쪽면에 저장된 전하와 전체 전압의 비율이 커패시턴스

 

 

 전자나 양성자와 같은 입자가 존재하면 전기장이 생긴다. 이 전기장은 양성자 없이 전자만 있어도 존재하며, 반대로 양성자만 있어도 존재한다.

 

 양성자만 있을 때에는 전기장은 양성자에서 멀어지는 방향을 가지며, 전자만 있을 때에는 전자로 향하는 방향을 가진다.

 

 

 

 양성자와 전자가 같이 있을 때는 서로 반대 전하로 인력이 발생하며, 만약 전자의 힘이 더 강하다면 전자로 향하는 방향에 힘이 더 강하게 발생하며, 이것으로 인해 입자가 가속화될 수 있다.

 

 이는 두 전하 입자 사이에서 작용하는 인력이 두 전하의 곱에 비례하며, 두 입자 사이 거리 제곱에는 반비례하는 '쿨롱의 법칙'을 따른다.

쿨롱의 법칙

 

 Q는 전하량을 나타내고 r은 전하 사이의 거리를 나타내면 ke는 쿨롱 상수이다. *쿨룽 상수는 보편상수로 많이들 사용된다.

 

 

커패시터(콘덴서)

 

 전기 에너지는 전자의 흐름에 의해 발생하므로 양전하와 음전하가 대전되며 균형을 맞추게 돼 전류가 흐르지 않게 하는 장치가 '커패시터'다. 즉, 커패시턴스 능력을 가진 장치가 '커패시터'

 

 커패시터는 비전도성 물질인 '유전체'를 이용한다. 유전체는 전하는 통과하지만, 전자는 통과하지 않는 특징을 가지는데, 이 유전체로 된 판을 두 개의 금속판 사이에 끼워 넣는다.

 

 이후 전압을 가하게 되면 전기장이 형성되고 양전하와 음전하가 흐르는데, 유전체로 인해 전자는 통과하지 못하고 계속 쌓이게 된다. 그러다 유전체가 전자를 쌓아놓을 수 있는 양의 한계가 되면 외부에서 인가하는 전압과 커패시터의 전압이 동일해지면서 더 이상 전류가 흐르지 않는 것이 커패시터의 충전 원리이다. *전압은 전위 에너지 / 전하량

 

 이후 음전하를 띤 판은 양극에 연결되고, 양전하를 띤 판은 음극에 연결돼 각 회로로 전자가 흐르기 시작하며 커패시터가 방전되기 시작한다. 

source : google

 

 

 

 

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