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캐패시터(Capacitor)는 전기 에너지를 저장하고 방출하는 전기 부품입니다.
캐패시터의 개념, 구조, 적용 분야를 정리했습니다.
개념
캐패시터 (Capacitor)는 전기장에 전기 에너지를 저장할 수 있는 수동형 2 단자 전자 부품입니다.
그것은 유전체라고 불리는 절연 물질에 의해 분리된 두 개의 전도성 판으로 구성되어 있습니다.
전압(퍼텐셜차)이 판에 가해지면, 전하가 판에 축적되어 그들 사이에 전기장이 형성됩니다.
저장된 전하는 필요할 때 방출될 수 있습니다.
캐패시터에 전하를 저장하는 능력을 정전용량이라고 하는데, 이것은 패럿(F)으로 측정됩니다.
1 패럿은 1 볼트의 전압을 가했을 때 1쿨롱(1C)의 전하를 저장할 수 있습니다
콘덴서와 캐패시터는 같은 기능을 가지고 있는 부품 소자로 혼용사용 되어 왔습니다.
캐패시터가 일반적으로 많이 사용되는 용어입니다.
초기 캐패시터 모습은 다음과 같습니다.
1745년, 폰 클라이스트는 전하를 저장하기 위한 장치인 레이든 항아리(Leyden jars)의 개념을 독자적으로 발견했습니다.
1746년, 피테르 판 무셴브룩과 그의 조수 안드레아스 쿠나이우스는 레이든 항아리를 더욱 개발했고 정전기를 저장하기 위한 실용적인 장치로 대중화했습니다. 무셴브룩의 디자인은 물로 채워진 유리 항아리와 금속 포일의 내부 코팅을 포함했고, 그것은 상당한 양의 전하를 저장할 수 있었습니다.
구조
두 개의 전도성 판
캐패시터의 가장 기본적인 구조는 두 개의 평행한 전도성 판으로 구성되며, 종종 금속으로 만들어집니다.
이 판들은 평평하거나 원통형일 수 있습니다.
유전체
플레이트 사이의 영역은 절연체인 유전체 물질로 채워져 있습니다.
일반적인 유전체 물질은 공기, 종이, 플라스틱, 세라믹을 포함하며 다양한 종류의 축전기는 용도에 따라 다른 유전체를 사용합니다.
단자
각 판은 캐패시터의 두 단자 중 하나에 연결되어 있습니다.
단자 사이에 전압이 인가되면 판에 전하가 축적됩니다.
원리
캐패시터에 전압을 가하면 한 판에 전자를 저장하고 다른 판에서 전자를 제거함으로써 충전이 되고, 이것은 판 사이에 전기장을 만들어 에너지를 저장합니다. 캐패시터가 방전하면 저장된 에너지를 전류의 형태로 방출합니다.
적용분야
캐패시터는 전자 및 전기 공학 분야에서 광범위하게 사용되고 있습니다
에너지 저장
캐패시터는 전기 에너지를 저장하고 필요할 때 신속하게 방출하는 데 사용됩니다.
이는 카메라의 플래시 장치, 무정전 전원 장치(UPS), 회생 제동을 위한 전기 자동차에서 일반적입니다.
신호 필터링
전자 회로에서 축전기는 잡음과 원치 않는 신호를 걸러내는 데 사용됩니다.
그들은 전압과 전류 파형을 부드럽게 하고 전력 공급의 안정성을 향상할 수 있습니다.
타이밍 소자
캐패시터는 타이밍 회로를 만들기 위해 저항기와 함께 사용됩니다. 오실레이터나 타이머 회로와 같은 응용 분야에서는 캐패시터가 타이밍 간격을 결정합니다.
모터 시동 및 구동 캐패시터
전기 모터에서 캐패시터는 모터(시동 캐패시터)를 시동하고 작동 중(구동 커패시터) 성능을 향상하기 위해 초기 부스트를 제공하는 데 사용됩니다.
튜닝된 회로
캐패시터는 라디오 수신기, 필터 및 인덕턴스-캐패시턴스(LC) 공진 회로를 위해 튜닝된 회로에 사용됩니다.
역률 보정(Power Factor Correction)
전기 시스템에서는 역률을 개선하기 위해 캐패시터를 사용하므로 전력 손실을 줄이고 에너지 효율을 개선하는 데 도움이 됩니다.
펄스 성형
콘덴서는 정밀한 고에너지 펄스가 필요한 제세동기와 같은 용도에서 펄스를 성형하는 데 사용됩니다.
커플링 및 디커플링
캐패시터는 회로의 서로 다른 부분 사이에 AC 신호를 커플링하거나 AC 및 DC 구성 요소를 디커플링 하는 데 사용됩니다.
전력 품질 향상
배전 시스템에서 캐패시터는 무효 전력을 보상하고 전력 품질을 향상시키기 위해 사용됩니다.
캐패시터는 전해, 세라믹, 탄탈, 필름 축전기 등 다양한 종류가 있으며 각각의 특성과 용도에 적합합니다.
축전기 종류의 선택은 용도에 따라 달라집니다.