4-1 커패시터를 이용한 반짝 LED

커패시터에 충전된 전기에너지로 LED를 반짝이게 만듭니다.

커패시터

‘커패시터(Capacitor)’는 흔히 콘덴서라고도 부르며, 전하(또는 전기에너지)를 전기장의 형태로 담아 두는 부품입니다. 커패시터에 담겨진 전하는 다시 흐르면서 일을 할 수 있습니다.

커패시터가 담아둘 수 있는 전하의 양을 ‘정전 용량(capacitance)’라고 부릅니다. 정전 용량의 단위는 ‘F(패럿)’입니다. 1F은 커패시터의 양 단자에 1V의 전압을 가해주었을 때 최대로 담을 수 있는 전하량이 1C(쿨롱)입니다. 전압과 정전 용량이 증가할수록 최대로 담을 수 있는 전하량이 비례하여 증가합니다.

\[1F = \frac { 1C }{ 1V } \]

통상적으로 1F(패럿)의 정전 용량은 매우 큰 용량입니다. 실제로 많이 사용되는 커패시터들은 이보다 훨씬 작습니다. 주로 1μF(1 마이크로 패럿) 및 1pF(1 피코패럿) 단위를 주로 사용합니다.

\[\begin{align}1\mu F &= 1\times { 10 }^{ -6 }F = \frac { 1 }{ 1,000,000 } F\\ 1pF &= 1\times { 10 }^{ -12 }F = \frac { 1 }{ 1,000,000,000,000 } F\end{align}\]

커패시터는 무선통신 기술과 관련하여 없어서는 안되는 중요한 부품입니다. 커패시터는 용량에 따라서 특정 주파수의 전파를 잘 통과시켜 줍니다. 이 성질을 이용하여 특정 주파수의 전파를 선별적으로 이용하는 무선통신이 가능해집니다.

커패시터의 구조

커패시터는 얇은 두 금속판을 서로 가깝지만 닿지 않도록 만듭니다. 커패시터의 양 극에 전압이 인가되면 전하들이 쌓이고 서로의 인력으로 붙들려 있게 됩니다.

커패시터의 종류

일반적으로 사용되는 커패시터는 다음의 두 가지 종류가 있습니다.

세라믹 커패시터
얇은 두 장의 전극 사이에 도자기 원료인 세라믹 판을 끼워서 만듭니다. 정전 용량은 작은 편이지만, 높은 전압에도 잘 견딥니다. 정해진 극성이 따로 없기 때문에 극성을 맞출 필요가 없습니다.
세라믹 커패시터에 옆 면에 써 있는 세 자리 숫자는 정전 용량을 나타냅니다. 앞의 두 숫자에 이어서 세 번째 숫자의 크기 만큼 ‘0’을 붙여 줍니다. 세라믹 커패시터의 기본 단위는 pF(피코 패럿)입니다. 예를 들어 ‘103’은 10,000pF입니다.
전해 커패시터
산화막을 입힌 금속박을 전해액에 담가서 원통 속에 넣은 것입니다. 사용중 전해액의 물성이 변할 수 있기 때문에 어느 정도 수명이 있습니다. 높은 온도에서 높은 전압을 가해주면 수명이 급격하게 줄어듭니다.
전해 커패시터는 극성이 있습니다. 극성을 반대로 연결하면 전해액에서 기체가 발생합니다. 발생한 기체에 의해 내부 압력이 커지면 폭발하는 경우도 있으므로 주의해야 합니다.
원통 주위에 정전용량과 내전압(견딜수 있는 최대 전압)이 표시되어 있고, (-)극성을 표시해 놓은 줄무늬를 볼 수 있습니다.
비록 단점이 많아 보이지만, 비교적 높은 용량의 커패시터를 쉽게 만들 수 있기 때문에 꽤 많이 사용되고 있습니다.

커패시터

커패시터의 구조

커패시터의 종류

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