콘덴서란 무엇인가?
나침반에 쓰이는 자석에 남극(S)과 북극(N)이 있어 다른 극 끼리는 서로 잡아 당기고 같은 극 끼리는 서로 밀어 내는 성질이 있다.
전기도 마찬가지여서 콘덴서는 바로 이 성질을 이용한것이다. 즉, "+"의 전기와 "-"의 전기가 서로 잡아 당기는 성질을 이용한 것으로 전기가 흐를 수 있는 도체를 마주 세워 놓고, 그 사이에는 부도체를 넣어 서로 다른 전기가 서로 잡아당기고 있게 된다. 도망가지 않고 모여 있게 되는데 이런 의미에서 축전기라고 부르게 된다. 이때 모여 있는 전기량은 다음과 같다.
C=ωS/t
C: 정전 용량(F)
t : 극간 거리(m)(유전체 두께)
S : 전극 면적(㎡)
ω : 유전율
분극 현상 : 전자와 양자가 일렬로 줄을 선다.
직류는 저지하지만 교류는 차단하지 않는 특징을 가지고 있다.
콘덴서의 역사?
1746년 라이덴병(Lyeden jar)이라고 하는 이름으로 탄생한 콘덴서는 그후 발전기나 전선의 발달을 가지면서 19세기 후반에 실용화(1880년대에 전신에 사용)되었지만, 일본에서의 기업화는 1920년경이다. 문헌에 의하면 실험 단계의 마이카 콘덴서는 1845년, 파라핀 함침권취형 Paper콘덴서는 1876년부터 시작된 것으로 되어있다. 콘덴서 산업의 비약적인 발전은 1955년대에 들어서서 트랜지스터 라디오나 TV등 가정전기 기기의 보급에 수반하여 비약적인 발전을 거듭하여 오늘날에 이른다.
콘덴서의 기본적인 원리..
콘덴서 회로상에서의 작용을 한마디로 말하면 직류는 흐르지 않으나 교류는 흐르는 성질을 갖고있다. 직류가 흐르지 않는다는 것은 처음에는 전류가 흐르나 콘덴서의 정전 용량이 충족되면 전류는 멈춘다. 따라서 이러한 상태에서 직류 전류는 흐르지 않는다고 하는것이다. 교류는 +극과 -극이 일정한 주기로 교체하는 전압을 말하거나 방향이 일정한 주기로 변하는 전류를 말한다. 콘덴서에 교류 전압을 접속하면 변화가 되풀이 되가는 것을 파형으로 알아본다.
① 교류전압이 0에서 +VP로 점점 높아지면 콘덴서는 충전된다.
② 다음에 교류전압이 +VP에서 0으로 내려가면 콘덴서에 충전된 전하가 방전된다.
③ 교류 전압이 0에서 -VP로 내려가면 콘덴서에는 ①의 경우와 반대의 전압이 가해지므로 +와 -가 반대로 충전된다.
④ 교류 전압이 -VP에서 0으로 상승하면 콘덴서에 충전된 전하가 방전한다.
이와같이 콘덴서에 교류 전압을 가하면 충전과 방전을 반복한다. 콘덴서의 한쪽 전극에서 부터 반대쪽 전극에는 전류가 흐르지 않지만 교류 전원과 콘덴서를 접속한 전선에는 전기가 흐르므로 교류 전원에서 보면 콘덴서에서 흐르는 것과 같이 된다. 그러므로 콘덴서에 교류를 가하면 전류가 흐른다고 할 수 있다.
금속화 프라스틱 필름 콘덴서의 종류 및 특징
금속화 프라스틱 필름 콘덴서는 비교적 최근인 1960년대 초반에 생산되기 시작한 재료로서 예를 들면 Polyester, Polypropylene, Polysulfone, Polymind등을 유전체로 하고 이들 프라스틱 필름상에 증착금속화시킨 알루미늄이나 아연 박막을 전극으로 사용하여 이것을 중첩, 권취하여 만든 무극성 유기막의 콘덴서이다.
금속화 프라스틱 필름 콘덴서의 특징으로는
첫째 : 기존의 다른 콘덴서에 비하여 같은 용량일 경우 크기를 약 1/3정도로줄일 수 있을 정도여서 소형화에 유리하다.
둘째 : 전기적 특성이 우수함. 전기적 특성이 우수하다는 것을 보여주는 한예로 각종 콘덴서에 온도 특성을 표기한다.
셋째 : 신뢰도가 높다.
넷째 : 자기회복 특성이 있다. 전극금속은 수십~수백Å정도로 얇기 때문에 유전체 필름의 약점부위에서 전압 파괴가 있을지라도 콘덴서가 갖고 있는 정전 에 너지 혹은 단락 전류에 의해 순간적으로 온도가 올라가 파괴부 주변의 전극막이 파괴 부분보다 큰 면적에서 용융또는 증발되어서 절연이 회복되어 다시 콘덴서로서 작동하는 특성이 있다.
유전체 필름은 각기 필름이 갖고 있는특성. 즉 역률, 인장강도, 내열성, Dielectric Constant, 체적고유저항, 가격 작업성 등을 고려하여 콘덴서의 사양에따라 선택 사용되고 있는데 Polyester와 Polyprophylene필름이 콘덴서용 유전체 필름의 거의 대부분을 차지하고있다.
Polyester Film :
사용온도 범위가 -55℃ ~ 125℃ 로 넓으며 가격이 비교적 종이를 유전체로 사용할때 보다 전기적 특성이 우수하여 우선 금속화 종이콘덴서를 대체하기 시작했고 Polyprophylene필름에 비해 미끄럼성이 우수하며 작업성이 양호하고 열수축율이 작고 내열성이 우수하다. 또한 유전체 자체가 유극성이어서 증착피막의 부착강도가 높다.
Polypropylene Film :
1960년도 후반부터 콘덴서용 필름으로 사용되기 시작한 비교적 새로운 필름이다. Polyester필름에 비하여 작업성이 나빠(Slip성) 비교적 두꺼운 필름으로 사용되어 고전압쪽 콘덴서 제조에 사용되었다
고화질용 HD CAPACITOR에대해
이 FILM CAPACITOR는 용도에따라 2종류가 있다.FBT의 고압 DC REGURATION을 향상(CRT화면의 휨 보정및 화상의 해상력을 향상)시키는 용도가 있고, DYNAMIC FOCUS용(화면의 중앙 부분과 가장자리 부분까지 정확하게 초점을 맞추기 위해 사용하는 CAPACITOR : 일명 SPEED UP)이 있다.
사용전압은 DC 20kV ~ 35kV로 매우 고전압으로써 시장의 고급화, 대형화에 따라 높아지고 있으며, 시장 또한 확대되고있는 추세이다.사용전압이 매우 고전압임으로 자재,제조공정,검사,설계등 모든면에서 특별한 관리와 기술이 요구되는 제품이다.
고화질용 필름 CAPACITOR는 당분간 각 가전업체의 고화질TV, 대형TV, 계속 수요가 증가하고 있는 PC등으로 인해 지속적인 성장이 예상되며 국내 가전업체가 재도약의 기회로 삼고 있는 DIGITAL TV방송과 맞물리면 폭발적인 신장이 있게 될 것이다.
EDLC란..
EDLC, 슈퍼캐페시터라고 불리는 ultracapacitor는 전기에너지 저장 기구로써 건전지나 전통적인 전해콘덴서와 다른 특성을 보여준다. 전기에너지는 전극과 전해액 사이 경계면의 정전기력에 의한 전기이중층에서의 분극전하에 의해서 저장되어진다. 이온들이 전해액과 전극에 의해 이중층에서 재배열된다. 용량이라는 것은 전극재료의 표면적, 기공크기, 기공의 분포에 의존한다. 저장에너지는 화학적인 반응을 포함하지 않은 전기화학적인 특성을 가지고 있어 충방전 효율이 높고, 충방전 속도가 빠르며, 오랜 충방전 반복수명을 갖는다.