[전기전자 기초 #5] 커패시터의 모든 것 | 전기 저장부터 시간 지연까지

안녕하세요 😊
오늘은 전자 회로에서 아주 중요한 역할을 하는 커패시터(Capacitor)에 대해 이야기해보겠습니다.
전기를 저장하고, 전원을 안정화하고, 신호를 필터링하고, 시간 지연을 만들어주는 마법 같은 소자입니다.

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🔌 커패시터란 무엇인가요?

커패시터는 전기를 잠시 저장했다가 방출하는 부품입니다.
전원이 꺼지더라도 잠깐 동안 전기를 유지할 수 있기 때문에,
전원 안정화, 신호 필터링, 시간 지연 등 다양한 역할을 합니다.

💡 비유:
커패시터는 마치 물통에 물을 담아두었다가 필요할 때 흘려보내는 것과 같습니다.
물통에 물이 가득 차면 더 이상 들어가지 않고, 물이 빠지면 다시 채워지죠.

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🔧 커패시터의 주요 역할

역할	설명	예시
전원 필터링	AC를 DC로 변환할 때 잔여 리플 제거	휴대폰 충전기, 전원 공급기
신호 필터링	고주파/저주파 신호를 걸러냄	오디오 필터, 라디오 수신기
시간 지연	회로에 지연 시간을 추가	깜빡이 회로, 타이머
전압 평활화	급격한 전압 변동 완화	전원 안정화, CPU 전압 안정

 

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🧱 커패시터의 종류

 

종류	특징	사용 예
전해 커패시터	극성이 있음 (+, - 구분), 큰 용량	전원 필터, 평활 회로
세라믹 커패시터	극성이 없음, 작은 용량, 고주파 특성 좋음	RF 회로, 디커플링
필름 커패시터	안정적, 장시간 사용 가능	오디오, 전력 회로
탄탈 커패시터	고용량, 작은 크기, 고신뢰성	모바일 기기, 카메라

 

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🎨 커패시터의 단위 이해하기

 

단위	기호	값
페럿	F	기본 단위
밀리페럿	mF	1 mF = 10⁻³ F
마이크로페럿	μF	1 μF = 10⁻⁶ F
나노페럿	nF	1 nF = 10⁻⁹ F
피코페럿	pF	1 pF = 10⁻¹² F

 

💡 실무 팁:
1000pF = 1nF, 1000nF = 1μF → 단위 변환을 꼭 기억하세요!

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⚠️ 극성이 있는 커패시터 구분법

• 전해 커패시터(Electrolytic Capacitor)는 극성이 있습니다.
• 보통 긴 다리(+), 짧은 다리(-)로 구분되며, 실크스크린에 흰색 줄로 (-)가 표시됩니다.
• 반대로 세라믹, 필름 커패시터는 극성이 없으므로 어느 방향으로 연결해도 무방합니다.

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🧮 커패시터의 계산법

✅ 1. 충전 및 방전 시간 계산

• RC 회로에서 시간 상수(τ, 타우)는 다음과 같습니다:

커패시터 계산법

• τ(타우): 시간 상수
• R: 저항 값 (Ω)
• C: 커패시터 값 (F)

커패시터 계산법 회로 예시

시간 상수란?
→ 커패시터가 63% 충전되거나 방전되는 시간입니다.
5τ(5타우) 정도 지나면 완전히 충전 또는 방전됩니다.

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🔄 RC 회로 예시

조건:

• 저항: 1kΩ
• 커패시터: 100μF

계산:

RC 회로 예시

RC회로 예시

→ 이 회로는 0.1초마다 충전이 63% 진행됩니다.

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⚡ 실무에서 커패시터 활용 예시

용도설명

🔋 전원 필터	정류 후 리플 제거, 전원 안정화
🔇 노이즈 제거	고주파 신호를 필터링하여 회로 보호
⏲️ 타이머 기능	특정 시간 지연 발생
💾 메모리 백업	전원 꺼졌을 때 잠깐 전원 유지

 

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🧠 오늘의 요약

• 커패시터는 전기를 저장하고 방출하는 전자 소자
• 전원 필터링, 시간 지연, 노이즈 제거 등 다양한 역할
• RC 시간 상수를 계산하면 충전/방전 시간을 예측 가능
• 전해 커패시터는 극성에 주의해서 연결해야 함

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📌 다음 글 예고
다음 시간에는 인덕터(Inductor)에 대해 알아봅니다.
전류를 저장하고 자기장을 활용하는 특별한 소자입니다.

읽어주셔서 감사합니다 😊
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