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  1. 2019.05.09 콘덴서

콘덴서 구조와 작용에 대해 알아보겠습니다.콘덴서는 축전기라고 하며 2개의 금속판을 서로 향하게 하여 그 사이에 공기등의 절연물을 끼워서 전기를 저축하게 한것으로 원리적으론 간단합니다. 2개의 금속판(전극)사이에 직류 전원을 연결하여 전원의 음극에 저장된 부(-)의 전기를 유출하여 금속 전극으로 집진됩니다. 이렇게 되어 전원의 음극의 부(-)의 전기가 감소하므로 전원의 양극측에 연결된 금속 전극 안의 자유 전자(부)가 전원측으로 이동하여 갑니다. 이와 같이 자유 전자가 이동한 때에 순간적이나 전류가 흐르게 됩니다.이 두개의 금속 전극을 전원에 연결할 때에는 어느 정부의 전기가 동일한 양으로 별도 전기의 성질을 나타내지 않으나 전원을 연결한 순간에 부의 전기를 갖은 자유 전자가 이동하여 아래측의 전극에 부의 저기가 저장되어 위측의 전극에는 없게된 부의 전기량 정도로 정(+)의 전기가 많게 됩니다. 콘덴서의 전극간에 교류 전원을 연결하면 펌프로 물을 움직이는 경우의 예를 생각한다면 먼저 피스톤이 실선의 화살 방향으로 팽창한다 그러면 물ㄹ도 이 방향으로 흘러서 피스톤의 운동 방햐이 역이 되어 물이 반대 방향으로 또 흐르면 고무막도 원상태로 복귀하기 시작하고 점차로 반대측으로 팽창하여 파선으로 지시하는 모양이 됩니다. 콘덴서는 이 고무막의 탄성과 흡사한 성질이 있습니다. 여기서 콘덴서에 전압이 가해지면 전원과 역방향의 힘이 나타나서 정,부의 전기가 중화하려고 합니다. 즉 원래의 전원과 반대 방향의 전압이 나타나게됩니다.

정전용량은 콘덴서가 전기를 저축할수있는 능력을 정전 용량 또는 단순하게 용량이라고 합니다. 이 정전 용량은 콘덴서의 모양이 동일하여도 전극간의 절연물의 종류에 따라서 다릅니다. 예로서 마이카나 자기를 사용하면 정전용량이 공기일때의 6배 정도로 증가합니다. 또한 절연물이 동일 할때는 전극간의 간극이 적을 수록 또는 대향 면적이 클수록 정전 용량이 증가합니다 1A의 전류가 1초간 흐를 때에 운반한 전기량을 1쿨롱(C)이라고 합니다. 콘덴서에 1V의 전압을 하여 1C의 전기가 저장된 경우 그 콘덴서의 정전 용량은 1패럿(ㄹ)로 규정하고 있습니다. 따라서 콘덴서에 가한 전압을 E(V) 저장된 전기량을 Q(C) 정전 용량을 C(F)로하면C=Q- E(F),     Q=CxE(C)가 성립됩니다. 정전 용량의 단위가 1(F)에서는 너무나 크므로 이것에 100만분의1에 해당하는 1마이크로 패럿(uF)이란 단위를 사용합니다. 콘덴서의 종류에는 가변 콘덴서(바리콘),고정콘덴서,마이카 콘덴서, 전해 콘덴서,탄탈 콘덴서,세라믹콘덴서,플라스틱 필림 콘덴서가 있습니다. 가변콘덴서는 보통 바리콘이라고 부릅니다. 

 

구조는 회전축에 부착한 반원형의 회전판을 움직여서 외부틀에 부착된 고정판과의 대향면적을 변화시켜서 정전 용량을 가감할수가 있습니다. 트리머는 보조 콘덴서로 주 콘덴서에 병렬로 연결되어 있는 반고정 콘덴서입니다. 라디오의 동조 회로에는 폴리바리콘을 사용합니다. 전극간에 폴리에틸렌 등의 플라스틱 필림을 넣어 간격을 좁게하여 소형으로 만들어놨습니다. 고정 콘덴서는 페이퍼 콘덴서 그리고 MP(금속화 종이)콘덴서가 있습니다. 페이퍼 콘덴서는 얇은 종이 사이에 알루미늄박을 끼우고 파라핀 등을 침지시켜서 원통형의 종이 케이스에 수용한 것으로 가장 일반적인 것입니다.온도에 약한 결점이 있습니다.MP콘덴서는 절연지의 편면에 금속을 증착시킨것을 중복하여 감은 것으로 체적이 종이 콘덴서입니다. 어떤 원인으로 절연파괴가 생겨도 그 부분의 금속이 열로 인하여 증발하기 때문에 계속 사용이 가능하다는 특징이 있습니다.마일러 콘덴서는 알루미늄박과 마일러(운모)를 조합시킨 것으로 특성이 좋은 콘덴서이나 트랜지스터용에는 형이 비교적 크기 때문에 별로 사용되지 않습니다. 전해 콘덴서 알루미늄박의 표면에 전해로 산화 피막을 만들고 전해질을 침지시킨 종이를 끼워서 감은 것입니다.

 

 

직류 전용으로 대용량의 것을 얻을 수가 있습니다.사용할때에는 전극을 반대로 하지 않게 주의를 해야합니다. 주로 정류회로나 저주파회로에 사용됩니다.탄탈 콘덴서는 전해 콘덴서의 일종으로 알루미늄박 대신에 탄탈의 산화 피막을 유전체로하여 사용한것이며 소형 대용량의 것도 만들며 온도특성이 우수해서 다른 콘덴서와 비교하여 비싸다는것이 결점입니다.세라믹(자기)콘덴서는 산화티탄이나 티탄산 볼륨의 양면에 금속을 소결하여 붙인 것으로 소형이며 염가이고 트랜지스터 회로의 대표적 콘덴서입니다.티탄콘은1pF에서 500pF정도의 것으로 온도에 강하고 티탄바리는 0.001uF에서 0.5uF정도까지 다수가 사용되고 있으나 온도나 주파수 특성이 나쁩니다. 마지막으로 플라스틱 필림 콘덴서는 폴리스티롤이나 폴리에틸렌등의 얇은 필림과 알루미늄박을 중복하여 감아서 만든것입니다. 온도에 강하고 절연 저항이 높은 고급품으로 고주파에서의 특성이 약간 저조합니다. 절연물이 다르며 스티롤 콘덴서마일러 콘덴서라고도 부릅니다.

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Posted by 케찹엔양파
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