물리학 및 실험 - 전기용량
1. 개요(Introduction)
우리생활에 널리쓰이고 있는 축전기(capacitor or condensor)로 여러 가지 실험을 해봄으로써 전기용량을 알아본다
2. 이론(Theory)
1. 커패시터의 역할
커패시터는 유전체 속에 전하를 축적시킬 수 있는 소자이다. 위의 그림에서 금속판 A, B는 처음에는 전기적으로 중성인 상태이다. 여기에 전지가 접속되면 건전지의 음극에서 전자가 방출되고 양극에서는 정전유도현상에 의해서 전자를 모으게 된다. 이때 금속판 A는 음전하로 대전되고 금속판 B는 전자가 부족하여 양으로 대전되게 된다.
2. 커패시터의 구조
기본적으로 2개의 도체로 된 극판 사이에 유전체라 불리는 절연체가 끼워져 있다. 여기 유전체로는 종이, 운모, 유리, 세라믹, 전해질 등과 같은 절연체를 사용하고 있다.
3. 커패시터의 용량
커패시터에 축적된 전하를 Q, 커패시터에 인가된 전압을 V라고 하면
그러므로 커패시터의 용량을 결정하는 세가지는 1. 극판의 면적 2. 극판 간의 간격을 좁게 함 3. 유전율체로 사용된 재료이다.
4. 커패시터의 연결
1) 직렬연결
커패시터를 직렬연결한다면 이 직렬연결된 커패시터에 축적되는 전하량은 커패시터의 정전용량에 상관없이 일정하다. 전체 전압 V = V1 + V2 +V3의 관계가 성립한다. 또한 V=Q/C이므로 결론적으로 이다. 즉, 가장 작은 커패시터의 정전
용량보다 항상 더 작게 된다. 일반적으로 직렬 연결한 n개의 축전기에 대해 합성 정전용량
Cs는 이다.
2) 병렬연결
커패시터의 양단에 전압 V를 인가하면 각 커패시터당 축적되는 전하는
이다.
이때 회로 전체에 축적되는 전체 전하(Total Charge)는
이다.
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2013.04.03
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