Capacitor   커패시터, 캐패시터

1. 커패시터 (Capacitor) / 콘덴서 (Condenser)

  ㅇ 유전체의 전기분극을 이용해 전하를 저장할 수 있는, 선형 수동 소자

  ㅇ 주요 기능 
     - 전하를 축적시킬 수 있는 능력   ☞ 커패시턴스 참조
     - 전기장 형태로 에너지를 저장    ☞ 전기장 에너지 참조
     - 직류 차단, 교류 통과           ☞ 결합 커패시터 참조  

  ※ 명칭 유의
     - `콘덴서(Condenser)`는 전기를 압축 저장할 수 있다는 일본식 명칭


2. 커패시터의 구조, 원리, 용량 단위                          

  ㅇ 기본 구조
     - 부호가 다른 2개의 판이 서로 마주보는 구조
        . 전기가 흐르지 않는 절연체(유전체)를 2개의 금속판 사이에 끼워 넣은 모양

  ㅇ 기본 원리  :  전기분극 현상
     - 금속판 사이 유전체 내 전기분극이 발생하면, 내부 전기장이 다소 감소하며, 
     - 이는 동일한 전압에서 더 많은 전하를 저장 가능함으로,
     - 유전체의 유전율(ε)이 높을수록, 커패시터의 정전용량(C)이 증가됨

  ㅇ 용량 단위  :  패럿 (Farad)                               ☞ 커패시턴스 참조
     - 상용 커패시터 : 수천 ㎌ ~ 수 ㎊ 정도
     - 슈퍼 커패시터 : 수 F 정도   


3. 커패시터의 전기회로적 관계

  ㅇ 전기적 회로 기호
       
     
  ㅇ 전하 축적
      
[# Q = C V #]
   [C, Coulomb]

  ㅇ 전하 축적 용량 (정전용량)
      
[# C = \frac{εA}{d} = \frac{ε_oε_rA}{d} #]
   [F, Farad]

  ㅇ 단자 전류,전압 특성
     - 전류  :  
[# i(t) = \frac{dq(t)}{dt} = C\frac{dv(t)}{dt} #]
   [A, Ampere]
     - 전압  :  
[# v(t) = \frac{1}{C}\int^t_{-\infty} i(τ)dτ 
                        = v(t_o)+\frac{1}{C}\int^t_{t_o} i(τ)dτ #]
   [V, Volt]
 
  ㅇ 단자 전력,에너지 특성
     - 전력  :  
[# p(t) = v(t)i(t) = C v(t) \frac{dv(t)}{dt} #]
   [W, Watt]
     - 전기장으로 축적되는 에너지  :  
[# w(t) = \frac{1}{2} Cv^2(t) 
                                              = \frac{1}{2} \frac{q^2(t)}{C} #]
   [J, Joule]

  ㅇ 커패시터의 직렬 병렬 연결
     - 직렬  :  
[# \frac{1}{C_{serial}} = \sum^N_{i=1} \frac{1}{C} 
                                      = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \cdots + \frac{1}{C_N} #]
     - 병렬  :  
[# C_{parallel} = C_1 + C_2 + \cdots + C_N #]


4. [참고사항]

  ㅇ 커패시터(콘덴서)의 종류       ☞ 커패시터 종류 참조

  ㅇ 증폭기 단자 간 결합(커플링)   ☞ 커플링 커패시터(결합커패시터,측로커패시터) 참조