[물리실험] 축전기와 전기용량

소개글

연세대 공학기초물리실험

목차

1. 측정값
질문

2. 결과및 토의
오차의 원인

3. 참고사항

본문내용

□ 축전기
전기용량 C 를 가진 콘덴서에 전압 V 를 가하면, Q ＝CV의 전하가 축적된다. 또한 이것에 교류전압 v 를 가하면 전하는 충 ·방전되어, 직류의 경우 전하는 축적되지만 전류가 흐르지 않는다. 이에 대해 교류의 경우는 C dv /dt 인 전류가 흐른다. 교류전압이사인파 교류전압(각주파수 ω)이면, 콘덴서에 흐르는 전류는 그 크기가 1/ωC 의 리액턴스에 흐르는 전류와 같고, 위상이 전압보다 90 ° 빠르다. 2개 이상 콘덴서를 결합할 경우, 병렬결합 때는 합성용량 C는 C＝C1+C2로 되고, C1, C2의 어느 쪽보다도 커진다. 직렬결합의 경우에는 합성용량 C는 1/C＝1/C1＋1/C2, 즉 C＝C1C2/(C1＋C2)로 되어 C1, C2 어느 쪽보다도 작아진다.

구조는 보통 2장의 서로절연된 금속 또는 전기 전도도가 큰 도체를 전극으로 하고, 그 사이에 절연체를 넣어 이 사이에서 생긴 정전용량을 이용한다. 이 정전용량 C 의 크기는 전극면적 및 절연된 전극 사이 유전체의 유전율에비례하고, 전극 사이 거리에 반비례한다. 따라서 실효표면적이 큰 구조가 되게 하거나, 유전율이 큰 유전체를 사용하거나, 또한 절연파괴전압이 큰 유전체를 사용하여 전극간격을 좁게 하면, 용량은 같지만 콘덴서가 소형으로 된다. 콘덴서는 사용전압에 견디는 절연내력을 가지고 있는 것이 필요하며, 이것은 사용 유전체의 절연내력으로 대략 결정되지만, 전극 또는 조립된 구조에 따라 이것보다 저하되는 경우도 있다. 이상적인 콘덴서는 용량 C 만을 가지는 것이지만, 유전체 절연저항이 무한대로 되지 않는 것, 전체 구조상 그 외의 부분에 약간의 누설되는 전류가 있는 것, 유전체에 고주파 전압을 가하면 약간이긴 하지만 그 전력의 일부를 흡수하여 유전 손실을 발생하는 경우도 있는 등의 이유로, 전력의 극히 일부는 콘덴서에서 소비되어, 용량 C 에 병렬로 저항 R 를 접속한 것같이 된다.

참고 자료

http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/