축전기 Capacitor
축전기(Capacitor, 커패시터)는 전하를 임시로 담아두는 부품입니다. 담긴 전하는 다시 흐르면서 일을 할 수 있습니다. 강물의 흐름을 전류라고 한다면 커패시터는 강물을 담아두는 댐으로 비유할 수 있습니다.
축전기는 얇은 두 금속판을 서로 가깝지만 닿지 않도록 하여 만듭니다. 이런 이유로 축전기의 기호도 두 금속판이 서로 닿을 듯 가까이 한 모양으로 그립니다.
마주보는 전극에 전원을 연결하면 전극에 전하들이 쌓입니다. 전하들이 다른 곳으로 도망가지 않는 이유는 서로 다른 극성을 띠는 전하들 사이에 인력(잡아당기는 힘)이 작용하기 때문입니다.
축전기의 용량을 키우는 방법
축전기의 용량을 키울 수 있는 방법이 무엇인지 알아봅시다. 우선 축전기의 전극이 넓을수록 많은 전하를 수용할 수 있으므로, 축전기가 넓을수록 용량도 커진다고 쉽게 상상할 수 있습니다.
전극 사이의 간격을 좁게 할수록 전하들의 인력이 강해지므로, 전하들을 잘 잡아둘 수 있게 됩니다. 따라서 축전기 용량은 전극 사이의 거리에 반비례합니다.
축전기 전극 사이에 유전체를 집어넣으면 축전기 용량이 커집니다. 유전체는 물질 내부에 분극(전하의 쏠림) 현상이 잘 일어나는 물질을 말합니다. 유전분극 현상에 의해 보다 많은 전하들이 잡혀 있게 되면서 축전기 용량이 증가합니다.
유전 현상과 유전율
모든 물질은 외부 전기장에 반응하여 물질 내부에 전하의 쏠림 현상이 일어나는데 이러한 현상을 유전 현상이라고 합니다. 전기장에 반응하는 정도를 ‘유전율(Permittivity)’이라고 하는데, 물질마다 조금씩 다릅니다. 같은 양의 물질이라도 유전율이 높으면 더 많은 전하를 저장할 수 있게 되어 커패시터의 용량이 커집니다.