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콘덴서란 전기를 저장할 수 있는 장치, 우리말로는 “축전기”라고 하고 영어로는“CAPACITOR”라고 한다.콘덴서의 기본구조는 유전체와 전극이다. 학교에서 배우는 평판콘덴서의 기본구조는 양 전극사이에 유전체가 삽입된 간단한 것이다.
전극으로는 모든 도체가 가능하나 제조공정상 값이 싸고 납땜성 등 가공성이 우수하며 산화가 잘 되지 않는 기본적인 특성을 갖추어야 한다. 필름콘덴서의 전극으로는 알루미늄과 아연이 사용되고 세라믹콘덴서에서는 은, 구리, 니켈, 팔라듐이 사용된다. 전해콘덴서에서는 알루미늄, 탄탈륨 등이 사용되고 있다. 유전체와 전극으로 구성된 기본단위를 소자(Element)라고 한다. 용량을 증가시키기 위하여 소자의 구조를 적층이나 권회형으로 만들고 전자기기에 사용되는 콘덴서는 1개의 소자로 구성되는 제품이 일반적이나 전력용콘덴서에서는 수십개의 소자를 직,병렬로 결선하여 필요한 용량으로 구성하고 있다. 단소자 제품의 쎄라믹콘덴서의 용량단위가 피코파라드인 반면 다소자 제품의 필름콘덴서의 용량단위는 마이크로파라드가 쓰이고 있다. 제품을 소형화하기 위하여 유전체와 전극을 일체화 시킨 금속증착 필름콘덴서가 일반화되어 있다. 동일 용량을 기준으로 하면 유전체의 두께와 제품의 크기(체적)는 역제곱에 비례한다. 콘덴서가 전기를 저장하는 기본원리는 유전체의 분극현상 때문이다. 무전계 상태에서는 유전체내부의 전기쌍극자가 무질서하게 분포되어 절연체와 같은 성질을 갖고 있으나 전극에 전압을 가하여 전계가 발생하게 되면 쌍극자가 전계의 방향으로 정렬이 된다. 이런 현상을 분극현상이라고 하며 분극현상이 강할수록(쌍극자 수가 많을수록) 유전률이 높아진다. 분극현상이 발생하게 되면 한쪽 전극에는 plus전하가 반대쪽 전극에는 minus전하가 밀집하게 되어 전기를 저장 할수 있는 것이다. 물론 주파수가 높은 전압을 가할수록 + , - 전하의 방향이 자주 바뀌게 되고 전류는 쉽게 흐르게 된다. 이것이 바로 주파수와 콘덴서의 전기적 저항이 반비례하는 원리이다. 직류전압을 가하면 전하의 방향이 바뀌지 않으므로 절연체와 같이 전류가 흐르지 않는다. 절연체 중에서 분극현상이 일어나는 물체를 유전체라고 한다.
[자료출처 : 인터캡] |
