[전자회로 심화 4-1] 콘덴서 저항과 용량성 리액턴스

안녕하세요.

Edward입니다.

 

지난 시간에 이어서 콘덴서(캐패시터) 설명 2편을 설명해보겠습니다!!

이전 내용이 궁금하시다면! 아래 링크 클릭!! 해주세요 ^^

이 내용은 전자회로 입문을 위해 필요한 지식을 공유하기 위해 제작된 포스팅입니다.

[전자회로 입문 4] 콘덴서와 원리 완벽 이해

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잠시 지난 1편의 내용을 잠시 되짚어보겠습니다.

1. 콘덴서는 2장의 금속판이 마주 보고 있는 소자다.

2. 콘덴서에서 중요한 건 금속판에 인가되는 전기 에너지이다.

3. 콘덴서는 단순히 "충전"과 "방전"만 하는 소자이다.

4. 콘덴서는 전압을 충전해서 전류를 출력하는 소자이다.

대략 위 4가지 내용이 되겠습니다 ^^

위 내용을 제대로 이해하고 있다면!?! 어떤 응용이 와도 무섭지 않습니다!!

 

 

전해 콘덴서

콘덴서 내용 제2탄은 콘덴서의 저항에 대해서 알아보겠습니다.

콘덴서도 저항이라는 것이 있다는 걸 아시나요??

콘덴서를 조금이라도 접하신 분들은 다음과 같은 말을 아실 거예요.

• 콘덴서는 극성이 전혀 바뀌지 않는 직류에 대해서는 무한대의 저항이 됩니다.

맞습니다. 직류에서 콘덴서는 무한대의 저항이 됩니다. 다만, 여기에 한 가지 추가할 내용이 있어요.

바로, "무한대의 저항이 되는 기준은 충전을 다한 상태"를 말합니다.

다르게 말하면 회로가 마치 끊어진 것과 같습니다.

하지만! "충전"과 "방전"할 때에는 전류가 흐릅니다.

"충전"과 "방전"을 주기적으로 빠르게 하면, "1편에서" 설명드렸던 바와 같이 교류가 흐르기 때문에(주파수가 있기 때문에)  그만큼 많은 전류가 흐르게 됩니다.

이를 저항으로 바꿔보면, 저항치는 점점 작아지게 됩니다.

그래서 한 가지 더 정의를 한 번 내려보고 싶네요.

"콘덴서는 주파수에 따라 저항치가 바뀌는 저항기"입니다.

자, 노파심에 다시 설명드리지만 콘덴서는 "충전"과 "방전"의 사이클을 반복함으로써 교류라면 연속해서 흐르는 것처럼 보인다고 했습니다.

이 내용 때문에 교류에 있어서 콘덴서는 마치 저항처럼 작용합니다.

이를 어렵게 말하면 "저항치는 주파수에 반비례한다"라고 합니다.

 

 

콘덴서 저항 공식

과연 어떤 용량의 콘덴서가 어느 정도의 저항으로 변할까요??

용량성 리액턴스

Xc: 콘덴서가 변한 저항치(단위: Ω)

f: 교류의 주파수(단위: Hz)

C: 콘덴서의 용량(단위: F=패럿)

π: 원주율(3.14)

위 공식을 이용해서 저항치를 나타낼 수 있습니다.

제가 Xc를 "콘덴서가 변한 저항치"라고 언급했지만, 정확하게는 Xc를 "용량성 리액턴스"라고 합니다.

이는 임피던스와 관련이 있는데, 이 내용은 추후 다뤄보도록 하겠습니다.

위 공식을 가지고 한 가지 예를 들겠습니다.

"100Hz로 동작하는 회로에서 콘덴서의 용량 값은 159uF입니다. 그러면 저항치는 어떻게 될까요??"

계산해보면, 1/2πfc = 10Ω이 됩니다.

이를 반대로 얘기해볼까요?

"100Hz의 교류에 대해서 10Ω의 저항과 같아지는 콘덴서의 용량은 무엇일까요?"

C=1/2πf * Xc = 0.000159 = 159uF이 됩니다. 

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여기까지 이해되셨나요??

2탄의 내용은 1탄 내용을 복습하는 겸 추가로 저항에 대해서 설명해보았습니다.

3탄에서는 콘덴서의 주요 용도와 종류에 대해서 알아보겠습니다 ^^