실무자가 들려주는 축전기(콘덴서, 커페시터)란
콘덴서(축전기, 커패시터)란
건전지처럼 전기를 저장 하는 역할을 하는 전자소자 입니다.
이름은 축전기, 커패시터, 콘덴서 로 불리고 있습니다.
필터 회로, 타이밍 회로, 에너지 저장, 평활 전원 공급 장치 및 기타 많은 응용 분야에 사용됩니다.
콘덴서의 특징
콘덴서는 "빠른 충전과 빠른 방전"이라는 특징을 가지고 있습니다.
핸드폰 배터리와 비교하여 쉽게 설명해보자면,
핸드폰 배터리는 충전하는데 1시간에서 2시간정도 소요가 되고 보통 24시간 정도 사용이 가능합니다.
콘덴서는 배터리와 다르게 몇 초도 안되는 순간에 충전이 완료가 되고 몇 초면 방전이 됩니다.
콘덴서의 효과는 3가지 정도가 있습니다.
- 전류를 안정적으로 흐를 수 있게 해줍니다.
- 노이즈를 제거해주는 효과가 있습니다.
- IC회로(집적회로)에 안정적인 전원을 공급하기 위해 사용됩니다.
이러한 특징들 덕분에 콘덴서는 거의 모든 회로 기판에서 사용되고 있습니다.
콘덴서의 작동 원리
콘덴서는 알루미늄으로 이루어진 금속판 두개로 이루어져있습니다.
그곳에 잠시 "전하"를 저장 해 두었다 방출하는 역할을 하게됩니다.
콘덴서의 작동원리를 이해하기 쉽게 비유하자면
강물이 너무 많이 흐르거나 너무 적게 흐르지 않게 유지해주는 "댐"을 콘덴서라고 생각해주시면 됩니다.
위에서 물이 너무 적게 흐를 때를 대비해서 물을 모아두었다가 일정하게 방출하는 모습이 콘덴서의 역할과 같습니다.
콘덴서의 사용 방법
콘덴서는 LED와 같이 두 가닥의 선이 있는 원통의 모습을 가지고 있습니다.
긴 가닥의 선은 + , 짧은 가닥의 선은 - (GND)에 연결하면 됩니다!
콘덴서 선정 방법
콘덴서에는 정전 용량과 전압(Voltage)이 표기 되어있습니다.
정전용량의 단위는 페럿[F]이며, 의미는 "단위 전압 당 물체가 저장하거나 물체에서 분리하는 전하의 양"입니다
크면 클수록 많은 "전하"를 저장할 수 있어 크면 클수록 좋습니다. 단 용량이 커지는 만큼 부피도 커지기 때문에 사용할 때 사이즈 또한 고려하여 소자를 선택해야 합니다.
콘덴서는 전압값을 초과하여 사용하면 폭발하게 됩니다
콘덴서 종류
전해콘덴서, 탄탈 콘덴서, 세라믹 콘덴서, 칩 세라믹 콘덴서, 적층 세라믹 콘덴서, 슈퍼 콘덴서, 필름 콘덴서, 마일러 콘덴서, 스티롤 콘덴서, 폴리프로필렌 콘덴서, 마이카 콘덴서, 가변 응량 콘덴서, 트리머, 바리콘 등의 여러 종류를 가지고 있습니다.
종류에 대한 자세한 설명은 추후에 시간이 되면 업로드..! 하도록 해보겠습니다.
콘덴서 회로기호
콘덴서의 회로 기호는 5가지 정도가 있습니다.
사용 용도에 맞는 콘덴서를 선정하여 사용하시면 됩니다.
커페시터 성능 계산
커페시터 에서의 성능, 즉 얼마나 빨리 충전 또는 방전되는지는 아래와 같은 공식으로 계산 할 수 있습니다.
τ(Time Constant)는 RC 회로에서 커패시터가 얼마나 빨리 충전 또는 방전되는지를 측정하는 공식입니다.
τ = R * C로 계산되며, 여기서 R은 저항, C는 커패시턴스입니다.
콘덴서를 어디에 사용해야하는가
콘덴서가 왜 거의 모든 회로 기판에 사용되고 있는 지에 대한 이유는 설명한것 같습니다.
그럼 어디에 어떻게 설치 해야하는 지에 대해 궁금해하시는 분이 계실 것 같아서 알려드리려고합니다!
콘덴서는 IC소자의 전원 바로 옆에 위치해야 합니다.
그 이유는 콘덴서는 아주 짧은 순간 전기를 조금 밖에 저장할 수 없기 때문에 IC소자의 전원 바로 옆에 두지 않으면 의미가 없습니다.
사용하지 않으면 어떻게 되는지 궁금하시다고요?
전원을 많이 사용하는 IC 소자를 사용했을 때 동작이 가끔 안되서 문제를 찾아 해매고 있는 자기 자신을 보실 수 있으실 겁니다!
대형건물에서도 역률개선을 위해서 콘덴서를 많이 사용하게 됩니다.
그 의미는 부하가 많이 걸리면 전압에 비해 전류가 떨어지는 현상이 자주 발생하는데 콘덴서를 사용해 이 현상을 개선한다는 의미 입니다.
회로에 많으면 많을수록 좋은 소자 입니다.