축전기에 저장된 에너지 ( 단위는 줄 ) 는 축전기를 충전하느라 한 일과 같다. 한쪽 판에는 q전하를, 다른 한쪽 판에는 - q전하를 가지고 있는 축전기를 생각해 보자. 무한소의 전하 dq를 한쪽 판에서 다른쪽 판으로 이동시키는 것은, 전위 차이 V = q / C를 거슬러 일을 하는 것이고, 따라서 다음 식의 dW만큼의 일을 필요로 한다. d W = q C d q { displaystyle dW = { frac { q } { C } } dq } 여기서 기호의 뜻은 다음과 같다. W - 일. 단위는 줄 q - 전하량. 단위는 쿨롱 C - 전기 용량. 단위는 패럿 축전기에 저장된 에너지는 위 공식을 적분하여 구한다. 전혀 충전하지 않은 축전기 ( q = 0 ) 에서 전하를 각 판이 Q와 - Q전하를 가질 때까지 한쪽 판에서 다른쪽 판으로 옮기면, 전체 한 일은 W다. W c h a r g i n g = 0 Q q C d q = 1 2 Q 2 C = 1 2 C V 2 = W s t o r e d { displaystyle W - { charging } = int - { 0 } ^ { Q } {
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매우 큰 단위이다. 지구 전체를 하나의 축전기로 본다면, 지구의 전기 용량은 약 680 되지 않는다. 일상적으로 접할 수 있는 축전기의 전기 용량은 대개 마이크로패럿 ( = 0. 000 001 F ), 나노패럿 ( nF = 0. 000 000 001 F ), 피코패럿 ( pF = 0. 000 000 000 001 F ) 등으로 측정한다. 전기 용량은 도체의 모양과, 도체 사이의 부도체의 유전 성질만으로 결정된다. 예를 들어, 똑같은 모양을 가진 두 도체판으로 만들어진 평행판 축전기의 전기 용량은 다음과 같이 근사적으로 계산할 수 있다. C = 0 r A d { displaystyle C = epsilon - { 0 } epsilon - { r } { frac { A } { d } } } A - 도체판 하나의 넓이. 단위는 제곱 미터 d - 도체판 사이의 거리. 단위는 미터 C - 전기 용량. 단위는 패럿 - 진공의 유전율. 단위는 패럿 매 미터 - 사용된 부도체의 유전상수 혹은 상대 유전율 축전기에 저장된 에너지 [ 편집 ] 축전기에 저장된 에너지 ( 단위는 줄 ) 는 축전기를 충전하느라 한 일과 같다. 한쪽 판에는 q전하
, capacitance 커패시턴스 [ * ] ) 또는 전기 들이 ( 氣 - ) 는 축전기가 전하를 저장할 수 있는 능력을 나타내는 물리량이며, 단위 전압에서 축전기가 저장하는 전하이다. 국제 단위는 패럿이며, 통상적인 기호는 라틴 대문자 C이다. 목차 1 정의 2 개론 3 축전기에 저장된 에너지 4 축전기와 변위 전류 5 축전기 / 인덕터 상보성 6 같이 보기 정의 [ 편집 ] 전기 용량은 단위 전압 당 물체가 저장하거나 물체에서 분리하는 전하의 양이다. 전기 용량은 보통 물체의 총 전하량을 물체의 전압으로 나눈 값으로 정의한다. C = Q V { displaystyle C = { frac { Q } { V } } } 또는 가우스 법칙에 따라, 전기 용량을 전압당 전기 선속 ( electric flux ) 으로 나타낼 수도 있다. C = 0 V { displaystyle C = epsilon - { 0 } { frac { Phi } { V } } } 이 때 C - 전기 용량. 단위는 패럿. Q - 전하량. 단위는 쿨롱. V - 전압. 단위는 볼트. - 전하 Q에 의해 발생한 전기 선속. 단위는 볼트 미터 ( V · m ). - 진공의
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r e d { displaystyle W - { charging } = int - { 0 } ^ { Q } { frac { q } { C } } dq = { frac { 1 } { 2 } } { frac { Q ^ { 2 } } { C } } = { frac { 1 } { 2 } } CV ^ { 2 } = W - { stored } } 이 공식과 평행판 축전기의 공식을 합치면 다음과 같다. W s t o r e d = 1 2 0 r A d V 2 { displaystyle W - { stored } = { frac { 1 } { 2 } } epsilon - { 0 } epsilon - { r } { frac { A } { d } } V ^ { 2 } } 축전기와 변위 전류 [ 편집 ] 물리학자 제임스 클러크 맥스웰은 축전기 같은 곳에서 전하가 모일 때에도 앙페르 회로 법칙이 성립하도록 하기 위해 변위 전류 dD / dt라는 개념을 고안해 냈다. 맥스웰은 이 개념을 에테르에서 전기 쌍극자의 움직임과 연관지은 다음, 이것이 실재하는 전하의 움직임이라고 해석했다. 변위 전류는 진공에서도 존재하므로, 이 해석에 따르면 진공에서
실재하는 전하의 움직임이라고 해석했다. 변위 전류는 진공에서도 존재하므로, 이 해석에 따르면 진공에서도 어떤 전하가 존재하여야 한다. 맥스웰의 이러한 해석은 오늘 더 이상 받아들여지지 않는다. 다만, 맥스웰이 추가한 변위 전류 항은 여전히 유효하고, 이는 단순히 자연계의 기본 법칙으로 해석된다. 즉, 변화하는 전기장은 자기장을 만들어낸다. 축전기 / 인덕터 상보성 [ 편집 ] 수학적으로, 이상적인 축전기는 이상적인 인덕터의 역으로 볼 수 있다. 이는 한 소자 ( 축전기 또는 인덕터 ) 의 전압 - 전류공식에서 전압과 전류를 서로 바꾸면 다른 소자의 공식이 되기 때문이다. 같이 보기 [ 편집 ] 축전기 전자기학 전기 전자공학 인덕터 원본 주소 " " 분류 : 전기물리학의 기본 개념숨은 분류 : 영어 표기를 포함한 문서 둘러보기 메뉴 개인 도구 로그인하지 않음토론기여계정 만들기로그인 이름공간 문서토론 변수 보기 읽기편집역사 보기 더 보기 검색 둘러보기 대문사용자 모임요즘 화제최근 문서 보기임의 문서로도움말기부 도구 여기를 가리키는 문서가리키는 글의 최근 올리기특수 문서 목록고유 링크문서 정보위
단위는 볼트. - 전하 Q에 의해 발생한 전기 선속. 단위는 볼트 미터 ( V · m ). - 진공의 유전율. 8. 854x10 － 12의 값을 가지며 단위는 패럿 매 미터 ( F / m ). 이 정의는 인덕턴스의 정의와 유사한 꼴이다. 단, 이 공식 ( C = Q / V ) 은 Q가 기본 전하 e보다 훨씬 클 때만 사용할 수 있다 ( e = 1. 602x10 - 19 C ). 예를 들어, 1 pF의 축전기가 100nV만큼 충전되면, 위의 공식에서 Q = 10 - 19 C가 되는데, 이것은 전자 하나의 전하량보다 작다. 개론 [ 편집 ] 전기 용량은 절연돼 있는 ( 떨어져 있는 ) 도체 두 개 사이에 존재한다. 전기 용량을 정의하는 식에서, 두 도체는 용량은 같지만 극성이 다른 전하 Q를 가지고 있고, 전압 V는 두 도체 사이의 전위차이다. 전기 용량의 국제 단위는 패럿 ( F ) 이다. 전기 용량 1패럿의 축전기는 1볼트의 전위차 걸리면 전하 1 쿨롱을 저장한다. 패럿은 매우 큰 단위이다. 지구 전체를 하나의 축전기로 본다면, 지구의 전기 용량은 약 680 되지 않는다. 일상
전기용량(電氣容量)은 전하가 대전되어 있는 대전체에서 전압 당 전하량 총합의 비이다. 기호는 일반적으로 C를 사용한다. 전기용량을 뜻하는 예전 용어인 정전용량(靜電容量) 역시 일반적으로 사용되고 전기를 다루는 일선 현장에선 영어를 음차한 커패시턴스(Capacitance)도 흔히 쓰인다.전기를 띄는 물체를 대전체라고 한다. 대전체가 전기를 띄는 이유는 전하가 쌓이기 때문이다. 쌓인 전하는 대전체에 그대로 머물러 정전기가 될 수도 있고 전기 회로를 구성하여 흐를 수도 있다. 둘 중 어느 경우이든 대전체에 전하가 쌓인다면, 즉 축전(築電)된다면 이 때 쌓이는 전하의 양을 생각할 수 있다. 대전체에 쌓이는 전하량은 한계가 있기 때문에 대전된 전하량의 총합을 측정할 수 있다. 한편 대전된 물체는 그로 인해 전압을 지니게 되므로 전압 당 전하량의 비를 계산할 수 있으며 이것이 전기용량이다. 전기용량에는 대전체 스스로가 지니고 있는 자기 전기용량과, 다른 대전체와 상호 작용하여 발생하는 상호 전기용량이 있다.:237-238 전기를 띄는 모든 물체는 자기 전기용량을 갖으며 물질마다 특정한 값이 있다. 자기 전기용량은 지구와 연결되는 접지를 통해 측정할 수 있다. 상호 전기용량은 두 전도체 사이에서 발생하는 전기용량으로 특히 축전기를 구현하는 데 매우 중요하다. 전기용량은 저항, 유도계수와 함께 선형 전기회로를 구성하는 기본 요소이다. 실제 회로에서 전기용량은 축전기, 저항은 저항기, 유도계수는 코일과 같은 인덕터를 통해 구현된다. 축전기는 두 개의 도체 사이에 유전체를 넣어 원하는 전기 용량을 구현한 전기 부품이다. 축전기는 직류와 교류에서 작동방식이 전혀 다른데 직류에서는 한 번의 축전으로 방전까지 전하가 유지되지만, 교류에서는 주파수에 따라 특징적인 동작을 보인다. 이 때문에 코일과 함께 LC 필터로 흔히 사용된다. 축전기의 전기용량은 유전체가 갖는 자기 전기용량인 유전율과 양쪽에 놓인 도판의 크기와 간격에 따라 결정된다. 국제단위계의 전기용량 단위는 패럿이고 F로 표시한다. 영국의 물리학자 마이클 패러데이의 이름을 땄다. 기전력이 걸려있는 전기 회로에서 전기 용량은 전압의 상승에 따른 전하량의 증가로 이해될 수 있다. 즉 1 V의 전압을 걸었을 때 1 C의 전하가 축적된다면 이를 1 F이라고 할 수 있다.