카테고리 없음

정전용량에 영향을 미치는 요소

전자김치 2025. 1. 21. 11:26
320x100

커패시터 구조에는 커패시턴스의 양을 결정하는 세 가지 기본 요소가 있습니다. 이러한 요소는 모두 주어진 양의 전기장  (두 판 사이의 전압)에 대해 얼마나 많은 전기장 플럭스(판 사이의 전자의 상대적 차이)가 발생할지에 영향을 미쳐 커패시턴스를 결정합니다.

플레이트 면적 : 다른 모든 요소가 동일하다면, 플레이트 면적이 클수록 정전용량이 커지고, 플레이트 면적이 작을수록 정전용량이 작아집니다.

설명: 판의 면적이 클수록 주어진 자기장력(판 전체의 전압)에 대해 더 많은 자기장 플럭스(판에 모이는 전하)가 발생합니다.

플레이트 간격 : 다른 모든 요소가 동일하다면, 플레이트 간격이 넓을수록 정전용량이 작아지고, 플레이트 간격이 좁을수록 정전용량이 커집니다.

설명: 간격이 좁을수록 더 큰 전계력(콘덴서에 걸리는 전압을 판 사이의 거리로 나눈 값)이 발생하고, 이는 판에 인가되는 전압에 대해 더 큰 전계 플럭스(판에 수집되는 전하)를 초래합니다.

유전체 물질 : 다른 모든 요소가 동일하다면 유전체의 유전율이 클수록 정전용량이 커지고, 유전체의 유전율이 작을수록 정전용량이 작아집니다.

설명: 설명하기는 복잡하지만, 일부 재료는 주어진 양의 전계력에 대해 전계 플럭스에 대한 저항이 적습니다. 유전율이 더 큰 재료는 더 많은 전계 플럭스(저항이 적음)를 허용하고, 따라서 주어진 양의 전계력(인가된 전압)에 대해 더 많은 수집된 전하를 허용합니다.

"상대" 유전율은 순수 진공의 유전율에 대한 재료의 유전율을 의미합니다. 숫자가 클수록 재료의 유전율이 커집니다. 예를 들어, 상대 유전율이 7인 유리는 순수 진공의 유전율의 7배이며, 따라서 다른 모든 요소가 동일하다면 진공보다 7배 강한 전기장 플럭스를 설정할 수 있습니다. 다음은 다양한 일반 물질의 상대 유전율(일명 "유전율")을 나열한 표입니다.

재료비유전율(유전율)

진공 1.0000
공기 1.0006
PTFE, FEP("테프론") 2.0
폴리프로필렌 2.20에서 2.28까지
ABS수지 2.4에서 3.2까지
폴리스티렌 2.45에서 4.0까지
왁스 종이 2.5
변압기 오일 2.5 ~ 4
단단한 고무 2.5 ~ 4.80
나무(참나무) 3.3
실리콘 3.4에서 4.3까지
베이클라이트 3.5 ~ 6.0
석영, 융합 3.8
나무(단풍나무) 4.4
유리 4.9 ~ 7.5
피마자유 5.0
나무(자작나무) 5.2
운모, 백운모 5.0에서 8.7까지
유리결합운모 6.3에서 9.3까지
도자기, 스테아타이트 6.5
알루미나 8.0에서 10.0까지
증류수 80.0
바륨-스트론튬-티타나이트 7500

분리된 도체 쌍에 대한 정전용량의 근사값은 다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

커패시터는 커패시턴스를 결정하는 물리적 요인을 변경하여 값을 고정하는 대신 가변적으로 만들 수 있습니다. 커패시터 구조에서 변경하기 비교적 쉬운 요인 중 하나는 플레이트 면적, 또는 더 정확히 말해서 플레이트 오버랩의 양입니다.

다음 사진은 일련의 끼워진 금속판과 유전체로 공기 간격을 사용하는 가변 커패시터의 예를 보여줍니다.

샤프트가 회전함에 따라 판 세트가 서로 겹치는 정도가 달라지며, 집중된 전기장을 형성할 수 있는 판의 유효 면적이 변경됩니다. 이 특정 커패시터는 피코패럿 범위의 커패시턴스를 가지며 무선 회로에 사용됩니다.

320x100