축전기

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1. 개요
2. 역사
3. 축전기의 종류
4. 전기적 특성
5. 축전기의 비이상적 동작
6. 축전기의 응용
7. 축전기 표기 방법
8. 기타
참조

1. 개요

축전기는 전기에너지를 저장하는 수동 소자로, 최초 형태는 1745년 발명된 라이덴병이다. 유전체 종류에 따라 진공, 공기, 금속화 종이, 전해, 세라믹, 탄탈 등 다양한 종류가 있으며, 전기 용량, 연결 방식, 용도에 따라 분류된다. 축전기는 전압에 대한 전하량의 비율인 전기 용량을 가지며, 평행판, 원통형, 구형 등의 모델로 표현할 수 있다. 직렬 연결 시 합성 전기 용량은 개별 축전기 용량의 역수 합의 역수이고, 병렬 연결 시 합성 전기 용량은 개별 축전기 용량의 합이다. 축전기는 전기적 위치 에너지를 저장하며, 에너지 저장량은 전압과 전기 용량에 비례한다. 실제 축전기는 기생 성분으로 인해 비이상적인 동작을 보이며, 내압 파괴, 유전 흡수, 누설 전류 등의 특성을 고려해야 한다. 축전기는 전원 공급, 신호 처리, 에너지 저장, 센서 등 다양한 분야에서 활용되며, 용량, 전압, 허용 오차 등을 나타내는 표기 방법을 사용한다. 축전기는 저장된 에너지로 인해 감전 위험이 있을 수 있으며, 과전압이나 역극성 연결 시 고장이 발생할 수 있다.

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축전기
기본 정보
커패시터
유형	수동 소자
작동 원리	커패시턴스
발명	에발트 게오르크 폰 클라이스트 피터르 판 뮈스헨브루크
발명 연도	1745
단자 수	2
로마자 표기	keopaesiteo
기호
커패시터 기호
콘덴서 기호
기타
관련 항목	유전 분극
관련 현상	커패시턴스

2. 역사

1745년 최초의 축전기 형태인 라이덴병이 독일 발명가 에발트 게오르크 폰 클라이스트(Ewald Georg von Kleist|에발트 게오르크 폰 클라이스트^de)에 의해 발명되었다. 1746년에는 네덜란드 라이덴 대학교의 물리학자 피터르 반 뮈센브루크도 독자적으로 라이덴병을 발명하였다. 최초의 라이덴병은 유리병에 코르크 마개 중앙으로 도선을 삽입하여 물에 닿도록 한 후 정전기를 충전시키는 단순한 형태였다. 그 후 유리병 안팎에 금속박(주석박)을 입혀 극성이 서로 다른 전하를 충전시키고 도선을 서로 연결하여 충전된 전하를 방전시키는 완전한 형태로 발전하였다. 라이덴병에서 유리가 유전체, 주석박이 전극 역할을 한다.

1745년 10월, 독일 포메라니아의 에발트 게오르크 폰 클라이스트는 고전압 정전기 발생기를 전선으로 손으로 잡는 유리병 속의 물에 연결하여 전하를 저장할 수 있다는 것을 발견했다.^[5] 폰 클라이스트의 손과 물은 도체 역할을 하고, 병은 유전체 역할을 했다. 그는 전선에 손을 대면 정전기 기계에서 얻는 것보다 훨씬 고통스러운 강력한 스파크가 발생한다는 것을 알았다. 다음 해, 네덜란드의 물리학자 피터르 반 뮈센브루크는 비슷한 축전기를 발명했는데, 이것은 그가 근무했던 라이덴 대학교의 이름을 따서 라이덴 병으로 명명되었다.^[6] 그는 자신이 받은 충격의 위력에 깊은 인상을 받아 "프랑스 왕국을 위해 두 번째 충격을 받고 싶지 않다"고 썼다.^[7]

다니엘 그랄라트는 여러 개의 병을 병렬로 연결하여 전하 저장 용량을 늘린 최초의 사람이었다.^[8] 벤저민 프랭클린은 라이덴 병을 조사하여 전하가 물이 아니라 유리에 저장된다는 결론을 내렸다. 그는 "배터리"라는 용어를 채택했는데,^[9]^[10] 이 용어는 이후 전지(전기화학 전지의 클러스터)에 적용되었다.^[11] 1747년, 라이덴 병은 유리병 안팎에 금속박을 코팅하여 제작되었으며, 금속박 사이의 아크를 방지하기 위해 입구에 공간을 남겨 두었다.^[12]

전기 연구가 시작된 이후 유리, 도자기, 종이, 운모와 같은 비전도성 재료는 절연체로 사용되어 왔다. 수십 년 후, 이러한 재료는 최초의 축전기의 유전체로도 적합했다.

금속 스트립 사이에 함침된 종이 스트립을 끼우고 결과물을 실린더 모양으로 감아서 만든 종이 축전기는 19세기 후반에 일반적으로 사용되었다. 제조는 1876년에 시작되었으며,^[17] 20세기 초부터 전화에서 결합 제거 축전기로 사용되었다.

도자기는 최초의 세라믹 축전기에 사용되었다. 마르코니의 무선 송신 장치 초기에는 도자기 축전기가 송신기의 고전압 및 고주파 응용 분야에 사용되었다. 수신기 측에서는 더 작은 운모 축전기가 공진 회로에 사용되었다. 운모 축전기는 1909년 윌리엄 두빌리에가 발명했다. 제2차 세계 대전 이전에는 운모가 미국에서 가장 일반적인 축전기 유전체였다.^[17]

최초의 전해 축전기를 발명한 찰스 폴락은 전원이 꺼져 있어도 알루미늄 양극의 산화물 층이 중성 또는 알칼리성 전해질에서 안정적으로 유지된다는 것을 알아냈다. 1896년 그는 "알루미늄 전극을 사용한 전기 액체 축전기"에 대한 미국 특허 제672,913호를 받았다. 고체 전해질 탄탈륨 축전기는 1950년대 초 벨 연구소에서 트랜지스터를 보완하기 위한 소형화되고 안정적인 저전압 지지 축전기로 발명되었다.

제2차 세계 대전 동안 유기 화학자들에 의해 플라스틱 재료가 개발됨에 따라 축전기 산업은 종이를 더 얇은 고분자 필름으로 대체하기 시작했다. 필름 축전기의 초기 개발은 1944년 영국 특허 587,953호에 설명되어 있다.^[17]

전기 이중층 축전기(슈퍼커패시터)는 1957년 H. 베커가 "다공성 탄소 전극을 사용한 저전압 전해 축전기"를 개발하면서 발명되었다.^[17]^[18]^[19] 그는 에너지가 전해 축전기의 에칭된 박막의 기공과 마찬가지로 그의 축전기에 사용된 탄소 기공의 전하로 저장된다고 믿었다. 당시 이중층 메커니즘을 알지 못했기 때문에 그는 특허에 "에너지 저장에 사용될 때 구성 요소에서 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지는 알 수 없지만, 매우 높은 용량으로 이어진다."라고 적었다.

1966년, 로버트 데나드 박사는 축전기당 단일 MOS 트랜지스터를 결합한 현대 DRAM 아키텍처를 발명했다.^[21]^[22]

3. 축전기의 종류

축전기는 사용하는 유전체와 전기 용량, 용도에 따라 다양하게 분류된다.

축전기 패키지: 왼쪽 상단에는 SMD 세라믹, 왼쪽 하단에는 SMD 탄탈 전해, 오른쪽 상단에는 쓰루홀 세라믹, 오른쪽 하단에는 쓰루홀 알루미늄 전해. 주요 눈금은 cm이다.

'''유전체에 따른 분류'''

공기 축전기, 진공 축전기, 가스입 축전기, 액체 축전기, 운모 축전기, 종이 축전기, 금속화종이 축전기, 자기 축전기, 유기막 축전기, 전해 축전기 등이 있다.

'''전기 용량에 따른 분류'''

전기 용량이 변화하지 않는 고정 축전기와 변화하는 가변 축전기(바리콘)로 분류된다. 가변 축전기는 임피던스를 조절하여 전파를 수신하는데 사용된다.

'''용도에 따른 분류'''

슈퍼 축전기 (용량이 매우 큰 축전기), 고압 축전기 (고압 전기를 축전할 때 사용, 테슬라 코일의 콘덴서나 카메라 플래시), 전기이중층커패시터 등이 있다.

실제로 판매되는 축전기는 다양한 형태로 제공된다. 내부 유전체의 종류, 전극판의 구조, 소자의 패키징은 모두 축전기의 특성과 용도에 큰 영향을 미친다. 용량은 매우 낮은 값(피코패럿 범위)부터 약 5 kF의 슈퍼커패시터까지 다양하다. 1 마이크로패럿 이상에서는 크기가 작고 비용이 저렴한 전해 콘덴서가 일반적으로 사용되지만, 안정성이 떨어지고 수명이 짧으며 분극 특성을 가지는 경우에는 적합하지 않다. 매우 높은 용량의 슈퍼커패시터는 다공성 탄소 기반 전극 재료를 사용한다.

극판과 유전체의 배열은 원하는 정격에 따라 다양하게 구성된다. 작은 정전 용량(마이크로패럿 이하)의 경우, 세라믹 디스크는 금속 코팅을 사용하며, 와이어 리드는 코팅에 접합된다. 더 큰 값은 여러 개의 극판과 디스크를 쌓아서 만들 수 있다. 더 큰 값의 축전기는 유전체 필름 표면에 증착된 금속 박막 또는 금속 박막층과, 함침된 종이 또는 플라스틱의 유전체 필름을 사용하며, 공간을 절약하기 위해 롤업된다. 긴 극판의 직렬 저항과 인덕턴스를 줄이기 위해, 극판과 유전체는 엇갈리게 배열되어 롤업된 극판의 공통 가장자리에서 연결된다.

조립품은 수분이 유전체에 들어가는 것을 방지하기 위해 밀폐된다. 초기 무선 장비는 밀랍으로 밀봉된 마분지 튜브를 사용했고, 현대의 종이 또는 필름 유전체 축전기는 단단한 열가소성 수지에 담가진다. 고전압용 대형 축전기는 볼트 단자와 부싱을 사용하여 연결하고 직사각형 금속 케이스에 맞게 롤 형태를 압축할 수 있다. 더 큰 축전기의 유전체는 액체로 함침되어 특성이 향상된다.

축전기는 연결 리드가 축 방향 또는 반경 방향 등 여러 가지 구성으로 배열될 수 있다. "축 방향"이란 리드가 공통 축, 일반적으로 원통형 축전기 본체의 축에 있다는 것을 의미하며, 리드는 반대쪽 끝에서 연장된다.

소형으로 저렴한 디스크형 세라믹 축전기는 1930년대부터 존재했으며, 현재까지 널리 사용되고 있다. 1980년대 이후로 축전기의 표면 실장 패키지가 널리 사용되었다. 이러한 패키지는 매우 작고 연결 리드가 없으므로 인쇄 회로 기판 표면에 직접 납땜할 수 있다. 표면 실장 부품은 리드로 인한 바람직하지 않은 고주파 효과를 방지하고 자동 조립을 단순화하지만, 크기가 작기 때문에 수동 처리가 어렵다.

기계적으로 제어되는 가변 축전기는 이동식 극판 세트를 고정식 극판 세트와 정렬시켜 극판 간격을 조정할 수 있다. 저렴한 가변 축전기는 나사를 사용하여 알루미늄과 플라스틱의 교번 층을 압착한다. 바리스터(또는 바리캡)를 사용하여 정전 용량을 전기적으로 제어할 수 있다. 바리스터는 역 바이어스된 반도체 다이오드로, 공핍 영역의 폭이 인가 전압에 따라 달라진다.

구조는 단순화하면, 유전체(절연체)를 사이에 둔 두 장의 전도체 평판이며, 여기에 (직류) 전압을 가하면 전하(전기 에너지)가 축적된다.

실제 제품에는 다음과 같은 종류가 있다.

단판형: 두 장의 평행 평판으로 구성된 것. 유전체의 종류를 가리지 않지만, 면적을 크게 할 수 없으므로 대형이 된다.
권회형(말림형): 두 장의 전도체 박막과 유전체 막을 번갈아 겹쳐서 말아 만든 것. 권회 구조 자체가 인덕터의 형태가 되므로 대체로 고주파 특성은 좋지 않다.
적층형: 전극을 형성하는 도전성 층과 유전체 층을 번갈아 겹쳐 양단에 전극을 부착한 것. 완성된 소자는 일반적으로 직육면체 모양이 된다.
관통형
관형: 전도체 축 주위에 유전체 관을 형성하고, 그 바깥쪽에 다시 전도체 관을 형성하여 동축 구조로 한 것. 차폐 케이스에서 선을 인출하는 등 고주파 회로에서 사용된다.
칩형: 적층형 축전기의 직육면체의 평행하는 두 면에 한쪽 전극에 연결되는 전극을 설치하고, 나머지 임의의 면에 다른 한쪽 전극에 연결되는 전극을 설치한 것. 관형에 비해 인쇄 회로 기판에 실장하기가 용이하다. 3단자 축전기라고도 불린다.
전해형: 전도체 표면에 화학적으로 산화 피막에 의한 유전체 층을 형성하고, 전해액에 담근 것. 대용량을 얻을 수 있다.
전기 이중층형: 활성탄 전극 표면에 유기 분자를 흡착시켜 유전체로 한 것. 극단적인 대용량을 얻을 수 있다.

3. 1. 유전체에 따른 분류

축전기는 사용하는 유전체에 따라 여러 종류로 나뉜다.

'''진공 축전기'''(vacuum capacitor): 유전체를 사용하지 않고 진공관과 같은 진공 용기 속에 전극을 마주 놓은 축전기이다. 진공 속에서는 글로방전이 발생하지 않아 내전압이 높고 안정적이다.^[96] 높은 주파수에서도 손실이 적어 송신기와 같은 고주파, 대전력에 적합하다.^[96]
'''공기 축전기'''(air capacitor): 유전체로 공기를 사용하는 축전기이다. 밀봉하여 건조 공기를 충전하면 시간에 따른 변화가 적어 표준용으로 사용된다. 라디오 AM 수신기에 가변용량형 공기 축전기가 사용된다.
'''금속화 종이 축전기''': 파라핀 등을 스며들게 한 얇은 종이 한쪽 면에 아연, 알루미늄 등의 금속을 진공에서 증발시켜 부착시킨 금속화 종이를 2장 포개서 감은 축전기이다. MP 콘덴서라고도 한다. 소형 축전기를 만들기 쉽지만, 절연 파괴가 일어나기 쉽다.
'''전해 콘덴서''': 전극 표면에 화학 처리를 하여 절연체나 반도체의 얇은 막을 형성하여 유전체로 사용한다. 매우 큰 용량을 얻을 수 있지만, 극성이 있고 여러 특성이 좋지 않다.
'''마일러 축전기'''(Mylar capacitor): 유전체로 폴리에스테르 등을 사용한다. 다른 종류보다 저렴하여 많이 사용된다.
'''세라믹 축전기''': 크기가 작고 납작하며 유전체로 세라믹을 사용한다. 고주파를 잘 흐르게 하므로 고주파 필터에 사용될 수 있다.
'''플라스틱 필름 콘덴서''': 종이, 플라스틱, 유리, 운모와 같은 고체 유전체를 사용한다.^[17] 종이는 과거에 많이 사용되었지만, 현재는 플라스틱 필름이 안정성과 노화 성능이 더 좋아 타이머 회로 등에 사용된다.
'''운모 콘덴서''': 매우 안정적이고 고온, 고전압에 강하지만, 가격이 비싸다.

3. 2. 전기 용량에 따른 분류

전기 용량이 고정된 '''고정 축전기'''와 전기 용량을 변화시킬 수 있는 '''가변 축전기''', 즉 바리콘으로 분류된다.^[8] 가변 축전기는 임피던스를 조절하여 전파를 수신하는데 사용된다.^[8]

축을 회전시켜 전극판의 대향 면적이나 전극 간의 거리를 바꿀 수 있도록 한 가변 축전기(バリアブルコンデンサ)와 각 용량의 고정 축전기를 스위치로 단속적으로 바꿀 수 있도록 한 가변 운모 축전기(可変雲母コンデンサ)로 크게 나뉜다.^[8]

3. 3. 용도에 따른 분류

전기 용량이 변화하지 않는 고정 축전기와 변화하는 가변 축전기로 분류되며, 가변 축전기는 흔히 바리콘이라고도 불리며 임피던스를 조절하여 전파를 수신하는데 사용된다.

이 밖에도, 용도에 따라 다음과 같이 분류한다.

'''슈퍼 축전기'''(Super Capacitor): 용량이 매우 큰 축전기이다.
'''고압 축전기'''(High Voltage Capacitor): 고압 전기를 축전할 때 사용한다. 대표적으로 테슬라 코일의 콘덴서로 사용하거나 카메라 플래시에서 순간적인 고전압을 발생 시킬 때 사용한다.^[23]
'''전기이중층커패시터'''(Electric Double-Layer Capacitor): 전해액-전극 계면에서 전해액 내의 이온과 전극 내의 전하운반자(전자 또는 정공)가 서로 끌어당기는 형태로 정렬하는 현상(전기이중층)을 이용하여 축전하는 커패시터이다. 이온과 전하운반자가 서로 격리된 부분(나노미터 수준의 거리)이 유전체에 해당한다. 매우 큰 정전용량을 실현할 수 있다.
'''종이 콘덴서''': 유전체로 목재 펄프를 가공한 것을 사용한다.
'''오일 콘덴서''': 절연유를 함침시킨 종이를 유전체로 한 것. 진공관을 사용한 오디오 앰프나 기타 앰프 등에서도 이용된다.
'''진공 콘덴서''': 내부를 진공으로 만든 것.
'''가스 충전 콘덴서''': 내부에 SF₆(육불화황) 등을 충전한 것.

4. 전기적 특성

축전기는 유전체로 전기적 절연된 여러 전극 또는 전극판 조합으로 구성된다. 배터리와 유사한 기능을 하지만, 응답 속도가 빨라 순간적인 전류 변화 제어나 교류 전류 변화에 사용된다.

전압을 가하면 전하가 쏠리는 정전유도 현상을 이용하며, 이때 전압과 전하량은 비례 관계를 갖는다. 이 비례 상수를 정전용량이라 한다.

전기적 절연체가 가까워지면 양전하와 음전하가 서로 당겨 전하 충전이 용이해지고, 정전용량이 증가한다.

인가 가능한 전압(내압)은 용도에 따라 2.5V에서 10kV까지 다양하다. 등가회로에서 직렬 유도성^[78] 및 직렬/병렬 저항값^[79] 등은 이상적 특성과의 차이를 나타낸다.

충전된 축전기의 정전에너지는 다음과 같다.

:: $U =\frac{Q^2}{2C} =\frac{C}{2}\, V^2$

1패럿(F) 축전기에 10V 전압이 걸리면, 전력량은 50줄(J, 와트초)이다. (이론값이며, 실제로는 전압 안정 회로 등으로 인해 감소)

기본 구조는 유전체(절연체) 사이의 두 전도체 평판이며, (직류) 전압 인가 시 전하(전기 에너지)가 축적된다.

주요 축전기 종류:

종류	설명
단판형	평행 평판 두 장으로 구성. 유전체 종류에 제한이 없으나, 면적 확장이 어려워 크기가 커진다.
권회형(말림형)	전도체/유전체 박막을 번갈아 겹쳐 말아서 제작. 권회 구조 특성상 고주파 특성이 좋지 않으나, 권선/인출 방식 개선으로 무유도화한 경우도 있다.
적층형	도전성/유전체 층을 번갈아 쌓아 양단에 전극 부착. 전극 단면이 서로 다른 면에 나타나도록 엇갈리게 층을 만든다. 직육면체 형태이며, 표면 실장 또는 리드선 부착 후 수지 봉입 형태로 사용.
관통형	한쪽 전극에 대해 다른 쪽 전극과 평행하게 전류가 통하도록 단자를 2개 이상 설치.
; 관형: 전도체 축 주위에 유전체/전도체 관을 형성한 동축 구조. 차폐 케이스 선 인출 등 고주파 회로에 사용.
; 칩형: 적층형 축전기 직육면체의 평행면에 전극 설치. 인쇄 회로 기판 실장에 용이하며, 3단자 축전기라고도 함.
전해형	전도체 표면에 화학적 산화 피막 유전체 층 형성 후 전해액에 담금. 얇고 유전율이 큰 유전체 층으로 대용량 구현.
전기 이중층형	활성탄 전극 표면에 유기 분자 흡착시켜 유전체로 활용. 분자 수준 두께의 유전체, 다공성 활성탄의 넓은 면적으로 극대용량 구현.

4. 1. 전기 용량 (정전 용량)

축전기의 두 극판 사이의 거리가 일정할 때, 양 극단에 걸린 전압

V

가 클수록 더 많은 전하량

Q

가 대전된다.

Q

와

V

는 서로 비례관계에 있으며,

C

는 이들 사이의 비례상수 역할을 한다. 따라서 양 극단에 걸린 전압

V

가 같을 때 전기 용량

C

가 클수록 더 많은 전하가 대전된다.

::

Q = CV

이는 전압(

V

)에 대한 전하량(

Q

)의 비율 (

C = Q/V

)로 표현된다.

이상적인 축전기는 일정한 정전용량 ''C''(단위는 SI 단위계의 패럿(farad))로 특징지어지며, 각 도체의 양전하 또는 음전하 ''Q''와 그 사이의 전압 ''V''의 비율로 정의된다.^[24]

:

C= \frac{Q}{V}

1패럿(F)의 정전용량은 각 도체에 1쿨롱의 전하가 있을 때 소자에 1볼트의 전압이 걸리는 것을 의미한다.^[24] 도체(또는 판)가 가까이 있기 때문에, 도체의 반대 전하는 서로의 전기장으로 인해 서로를 끌어당겨, 도체가 분리되어 있을 때보다 주어진 전압에 대해 더 많은 전하를 저장할 수 있게 하여 더 큰 정전용량을 제공한다.

축전기의 특성을 나타내는 기본적인 수치는 정전용량(캐패시턴스)이다. 정전용량의 값은 일반적으로 국제단위계(SI)의 패럿(기호: F)을 사용하여 나타낸다. 축전기의 정전용량은 마이크로패럿(µF = F)이나 피코패럿(pF = F) 정도의 것이 많다.

주변과 전기적으로 절연된 도체에 전압을 인가하면 내부에 전하의 쏠림 현상이 발생한다. 이 현상을 정전유도라고 한다. 이상적인 상황에서는 중첩의 원리에 따라 인가하는 전압과 쏠리는 전하에는 비례 관계가 있다. 인가하는 전압을

V

, 쏠리는 전하를

Q

라고 할 때, 이 관계는

:

Q = CV

로 표현된다. 이때의 비례 계수

C

를 '''정전용량'''이라고 한다. 정전용량은 도체의 기하학적인 형태와 도체 주변의 절연체에 의해 결정된다.

전기적으로 절연된 도체가 근접하면 한쪽에는 양전하가, 다른 쪽에는 음전하가 발생하여 서로 끌어당기므로 전하가 충전되기 쉽고, 정전용량이 커진다.
평행판 축전기두 개의 평행한 판이 서로 평행하게 나란하게 있는 축전기를 평행판 축전기라고 한다. 평행판 축전기의 면적을

A

, 서로 떨어져 있는 거리를

d

라고 하며 두 판에 모두 전하

Q

와

-Q

가 대전되어 있다고 하면

::

E = \frac{\sigma}{\varepsilon_0}=\frac{Q}{\varepsilon_0A}

식이 성립한다. 그리고

::

\Delta V = Ed =\frac{Qd}{\varepsilon_0A}

식이 성립하므로, 이 식을 기존의 전기용량 식

::

Q=CV

에 대입하면

::

C =\frac{Q}{\Delta V}= \frac{Q}{Qd/\varepsilon_0A}

이 성립하게 되고 평행판에서의 전기용량

::

C=\frac{\varepsilon_0A}{d}

를 알 수 있다.

축전기의 모델로서, 평행하게 근접한 2개의 평면을 전극판으로 하는 평행판 축전기가 있다. 전극판의 면적을

A

, 전극판의 간격을

d

라 하면, 정전용량은

:

C \simeq \frac{\epsilon A}{d}

로 근사된다.^[86]

이때의 비례 계수

\epsilon

는 전극판 사이를 절연하는 유전체의 유전율이다.

이 근사가 성립하려면 전극판의 간격

d

가 충분히 작다(

d \ll \sqrt{A}

)는 조건이 필요하다. 또는 전극판의 면적

A

가 충분히 크다(

A \gg d^2

)고 말할 수도 있다.

평행판 축전기에서의 전하 분리는 내부 전기장을 발생시킨다. 유전체(주황색)는 전기장을 감소시키고 정전용량을 증가시킨다.

공기 간극을 유전체로 사용하는 두 개의 평행한 금속판으로 만들어진 간단한 축전기의 예

축전기는 도체 두 개가 비전도성 영역으로 분리되어 구성된다. 비전도성 영역은 진공이거나 유전체라고 알려진 전기 절연체 재료일 수 있다. 유전체 매질의 예로는 유리, 공기, 종이, 플라스틱, 세라믹, 그리고 도체와 화학적으로 동일한 반도체 공핍 영역이 있다. 쿨롱의 법칙에 따르면 한 도체의 전하는 다른 도체 내부의 전하 운반자에 힘을 작용하여 반대 극성의 전하를 끌어들이고 같은 극성의 전하를 밀어내므로, 다른 도체의 표면에는 반대 극성의 전하가 유도된다. 따라서 도체는 마주보는 표면에 크기가 같고 극성이 반대인 전하를 갖게 되고, 유전체는 전기장을 생성한다.

축전기에 n개의 전극판이 있을 때, 총 정전용량은 다음과 같다.

:

C = \varepsilon_o\frac{A}{d} (n-1)

여기서

C = \varepsilon_o A / d

는 단일 전극판의 정전용량이고,

n

은 겹쳐진 전극판의 수이다.

오른쪽 그림에서 볼 수 있듯이, 겹쳐진 전극판은 서로 병렬로 연결된 평행판으로 볼 수 있다. 인접한 두 전극판 각 쌍은 별도의 축전기 역할을 한다. 쌍의 수는 항상 전극판 수보다 하나 적으므로,

(n-1)

을 곱한다.
원통형 축전기

원통형 축전기는 반지름이 다른 두개의 동축(同軸) 원통으로 구성된 축전기이다. 길이가 짧은 순서대로 각각 두 개의 동축 반지름을

a

,

b

라 하고 길이를

L

이라 할 때 길이

L

이 반지름

a

,

b

에 비해 매우 길다고 가정하면 가우스 법칙에 의해

::

q = \varepsilon_0EA = \varepsilon_0E(2\pi rL)

이 성립한다.

이 식을 전기장

E

에 대해서 풀면

::

E =\frac{q}{2 \pi \varepsilon_0 rL}

가 나오고

::

V_f - V_i = - \int_{f}^{i} \mathbf{E} \cdot d\mathbf{s}

윗식을 사용해서 정리하면

::

V =- \frac{q}{2 \pi \varepsilon_0 L} \int_{b}^{a} \frac{dr}{r} = \frac{q}{2 \pi \varepsilon_0 L} ln \frac{b}{a}

를 얻는다.

::

C=2 \pi \varepsilon_0 \frac{L}{ln(b/a)}

를 얻는다.
구형 축전기

구형 축전기란 반지름이 서로 다른 두 구형껍질의 금속판으로 구성된 축전기다. 이 두 반지름 사이에 가우스 면을 잡으면

::

q = \varepsilon_0EA = \varepsilon_0E(4\pi r^2)

가 된다. 이 식을 다시

E

에 대해서 풀면

::

E=\frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} \frac{q}{r^2}

나오고 위의 원통형 축전기와 마찬가지로 풀어보면

::

V = - \int_{f}^{i} \mathbf{E} \cdot d\mathbf{s} = -\frac{q}{4 \pi \varepsilon_0}( \frac{1}{a}-\frac{1}{b})= -\frac{q}{4 \pi \varepsilon_0}\frac {b-a}{ab}

를 얻는다. 이제

Q=CV

이므로

C

에 대해서 정리하면

::

C= 4\pi\varepsilon_0\frac{ab}{b-a}

처럼 전기용량을 구할 수 있다.

이 밖에도, 구면 하나로만 이루어진 "축전기"도 자기 전기 용량(self-capacitance^영어)을 가지는데, 다음과 같다.

::

C=4\pi\varepsilon_0a

.

여기서

a

는 구의 반지름이다.

4. 2. 축전기의 연결

축전기를 직렬로 연결하면 각 축전기에 동일한 전하량이 저장된다.

C_1

의 왼쪽 금속판에 (-)전지가 연결되어 (-)전하를 띄면,

C_1

의 오른쪽 판은 (+)전하를 띄게 된다. 이

C_1

의 오른쪽 판은

C_2

왼쪽 금속판에 다시 (-)전하를 띄게 만든다. 각 축전기마다 동일한 전하를 가지고 있으므로, 전체 축전기에 걸리는 전압은 각 축전기에 걸리는 전압의 합과 같다. 직렬 연결된 축전기의 합성 전기용량은 다음과 같이 구할 수 있다. 먼저 각 축전기마다 동일한 전하량을 가지므로,

::

V_1=\frac{q}{C_1}, V_2=\frac{q}{C_2}, V_3=\frac{q}{C_3}

이다. 전체 축전기의 전압은 세 축전기 전압의 합이므로

::

V = V_1 + V_2 + V_3 = q( \frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\frac{1}{C_3})

이고, 전체 합성 전기용량은

::

\frac{q}{V} = \frac{1}{1/C_1+1/C_2+1/C_3}

이다. 이것을 다시 풀어쓰면

::

\frac{1}{C_{eq}} = \frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}+\frac{1}{C_3}

가 된다.

축전기를 병렬로 연결하면 각 축전기의 극판에 전지의 단자들이 모두 직접 연결된다. 그래서 각각의 축전기에는 동일한 전압

V

가 걸리고, 그에 따라 전하가 대전된다. 병렬 연결된 축전기에 전압

V

가 걸릴 때 전압

V

는 각 축전기에 동일하게 걸리고, 축전기에 저장된 총 전하량은 각 축전기에 걸린 전하량의 합과 같다. 병렬 연결된 축전기의 합성 전기용량은 다음과 같이 구할 수 있다. 먼저, 각 축전기의 전하를 구하면

::

q_1=C_1V, q_2=C_2V, q_3=C_3V

이다. 총전하량은 각 축전기의 걸린 전하량의 합이므로

::

q=q_1+q_2+q_3=(C_1+C_2+C_3)V

이다. 그러므로 합성 전기용량은

::

C_{eq}=\frac{q}{V}=C_1+C_2+C_3

로 쓸 수 있다.

4. 3. 축전기에 저장되는 에너지

축전기에 전하를 옮길 때마다 축전기에 전기장이 생겨 점점 더 많은 일이 필요하게 된다. 어느 한 순간에 한 극판에서 다른 극판으로 전하량

q

를 옮긴다고 할 때, 양 극판의 전압차는

V=q/C

이고, 추가로

dq

의 전하를 옮기면 필요한 일은 다음과 같다.

::

dW=Vdq=\frac{q}{C}dq

q=0

부터

q=Q

까지 이동시키는데 한 일의 양은 다음과 같다.

::

W=\int dW=\frac{1}{C}\int_{0}^{Q}qdq=\frac{Q^2}{2C}

이 일은 전기적 위치 에너지 U로 축전기에 저장되므로 다음과 같이 표현할 수 있다.

::

U=\frac{q^2}{2C}

전하 대신 전압

V

로 쓰면 다음과 같다.

::

U = {1 \over 2} CV^2

충전된 축전기가 저장하는 정전에너지는 다음과 같이 표현된다.

::

U =\frac{Q^2}{2C} =\frac{C}{2}\, V^2

즉, 1패럿(farad)의 축전기에 10볼트의 전압이 걸려있는 경우, 전력량은 50줄(joule)(와트초)가 된다. 이는 이론값이며, 실제로는 전압을 안정시키기 위한 회로 등이 필요하므로, 그만큼 전력량이 감소하게 된다.

5. 축전기의 비이상적 동작

실제로 축전기는 이상적인 축전기와 달리 여러 비이상적인 동작을 보인다. 이러한 비이상적인 동작들은 회로 설계 및 분석에 영향을 미치므로 고려해야 한다.

내압 (Breakdown Voltage): 축전기의 유전체에 특정 전기장 강도 이상이 가해지면 유전체가 파괴되어 전류가 흐르기 시작한다. 이때의 전압을 내압이라고 하며, 유전 강도와 도체 간 거리의 곱으로 나타낸다. 내압을 초과하면 축전기가 영구적으로 손상될 수 있다. 공기 유전체 축전기의 내압 강도는 약 2~5 MV/m, 운모는 100~300 MV/m, 오일은 15~25 MV/m이다.^[31]

등가 직렬 저항 (ESR, Equivalent Series Resistance): 축전기 내부에는 여러 요인에 의해 저항 성분이 존재한다. 리플 전류는 축전기 내부에서 열을 발생시키는데, 등가 직렬 저항(ESR)은 이 현상을 모델링하기 위해 사용된다. 탄탈륨 및 알루미늄 전해 축전기와 일부 필름 콘덴서는 최대 리플 전류 정격 값을 가지며, 이를 초과하면 부품 손상이나 수명 단축으로 이어질 수 있다.^[38]

등가 직렬 인덕턴스 (ESL, Equivalent Series Inductance): 축전기의 리드(lead) 등으로 인해 발생하는 인덕턴스 성분이다. 주로 높은 주파수에서 중요하게 작용한다.^[38]

누설 전류 (Leakage Current): 유전체가 완벽한 절연체가 아니기 때문에 미세한 전류가 유전체를 통해 흐른다. 누설 전류는 시간이 지남에 따라 축전기를 서서히 방전시킨다.^[38]

유전 흡수 (Dielectric Absorption): 축전기를 방전한 후에도 유전체의 이력 현상으로 인해 전압이 남아있는 현상이다. 정밀 회로나 타이밍 회로에서 문제가 될 수 있다.^[42]

기타 비이상적 동작:
정전용량 변화: 온도, 전압, 시간(경년 변화)에 따라 정전용량이 변할 수 있다.
마이크로폰 효과: 음파 흡수로 인해 정전용량이 변하고, 이는 교류를 유도하여 오디오 응용 프로그램에서 문제를 일으킬 수 있다.
전류 및 전압 역전: 전류 또는 전압의 방향/극성이 바뀌는 현상으로, 축전기의 수명을 단축시킬 수 있다.^[41]

6. 축전기의 응용

축전기는 다양한 전자기기와 시스템에서 중요한 역할을 한다. 주요 응용 분야는 다음과 같다.

에너지 저장: 축전기는 전기에너지를 저장하여 필요할 때 빠르게 방출할 수 있다. 플래시 튜브를 통해 에너지를 방전하거나, 카 오디오 시스템에서 증폭기에 에너지를 공급하는 데 사용된다.^[67] 펄스 전력 응용 분야에서는 나노초 단위의 펄스와 기가와트 단위의 전력을 달성하는 데 사용된다.^[71]
디지털 메모리: 1930년대에 존 빈센트 아타나소프는 축전기의 에너지 저장 원리를 응용하여 초기 디지털 컴퓨터의 동적 메모리를 구축했다.^[70] DRAM과 같은 현대 디지털 메모리에서도 정보를 저장하는 데 사용된다.
전력 조절: 전원 공급 장치에서 평활용 축전기는 정류된 전압의 맥동을 제거하여 안정적인 전원을 공급한다.^[67] 역률 개선을 통해 전력 시스템의 효율을 높이는 데도 사용된다.
신호 처리: 커플링 축전기는 신호의 교류 성분과 직류 성분을 분리하고, 디커플링 축전기는 노이즈를 제거하여 회로를 보호한다. 필터 커패시터는 원치 않는 무선 주파수 간섭을 흡수한다.
튜닝 회로: 축전기와 인덕터는 튜닝 회로에 함께 사용되어 특정 주파수의 정보를 선택한다. 라디오 수신기는 방송 주파수를 조정하기 위해 가변 축전기를 사용한다.
센서: 축전기의 구조 변화를 감지하여 압력, 습도, 가속도 등을 측정하는 센서로 활용된다. 콘덴서 마이크로폰의 센서, 가속도계의 MEMS 축전기, 지문 센서, 테르멘 악기 등에 사용된다.
발진 회로: 축전기는 발진 회로에서 스프링과 같은 특성을 가지며, 발진 주파수를 제어하는 데 사용된다.
조명: 발광 축전기는 인광을 이용하여 빛을 생성하며, 노트북 컴퓨터의 백라이트 등에 사용된다.
기타: 폭발 브리지와이어 신관과 같은 핵무기 및 기타 특수 무기의 에너지원으로 사용된다.^[71] 전자기 방호 장비, 레일건, 코일건의 전원으로도 연구되고 있다.^[71]

전기이중층커패시터는 매우 큰 정전용량을 가지며, 전자기기의 백업 전원, 전력 저장, 무정전전원장치 등에 사용된다.

7. 축전기 표기 방법

대부분의 축전기에는 전기적 특성을 나타내는 표시가 인쇄되어 있다. 큰 축전기는 일반적으로 값과 단위를 명시하여 용량을 표시한다. 예를 들어, '220 μF'와 같다.^[61] 소형 축전기는 세 자리 숫자와 문자로 이루어진 약어 표기를 사용하는데, 숫자는 피코패럿(pF) 단위의 정전용량을 나타내며 'XY' × 10^'Z'로 계산되고, 문자는 허용오차를 나타낸다. 일반적인 허용오차는 ±5%, ±10%, ±20%이며 각각 J, K, M으로 표시된다.^[94]

축전기에는 작동 전압, 온도 등이 표시될 수 있다. 예를 들어 '473K 330V'로 표시된 축전기는 47nF(±10%)의 정전용량과 최대 330V의 작동 전압을 갖는다. 축전기의 작동 전압은 유전체 층의 파손 위험 없이 가할 수 있는 최고 전압이다.^[94]

IEC 60062에 따른 축전 용량의 표준 값은 E3, E6, E12, E24 계열을 따른다. 매우 작은 부품에는 3자리 또는 4자리 코드 대신 특수한 2자리 표시 코드가 사용될 수 있다. 이 코드는 대문자와 숫자로 구성되며, 대문자는 값의 두 자릿수를, 숫자는 승수를 나타낸다.^[62]

축전기 2자리 코드 예시^[75]^[63]^[62]
코드	계열	9	0	1	2	3	4	5	6	7	8
A	E24	0.10 pF	1.0 pF	10 pF	100 pF	1.0 nF	10 nF	100 nF	1.0 μF	10 μF	100 μF
B	E24	0.11 pF	1.1 pF	11 pF	110 pF	1.1 nF	11 nF	110 nF	1.1 μF	11 μF	110 μF
C	E24	0.12 pF	1.2 pF	12 pF	120 pF	1.2 nF	12 nF	120 nF	1.2 μF	12 μF	120 μF
D	E24	0.13 pF	1.3 pF	13 pF	130 pF	1.3 nF	13 nF	130 nF	1.3 μF	13 μF	130 μF
E	E24	0.15 pF	1.5 pF	15 pF	150 pF	1.5 nF	15 nF	150 nF	1.5 μF	15 μF	150 μF
F	E24	0.16 pF	1.6 pF	16 pF	160 pF	1.6 nF	16 nF	160 nF	1.6 μF	16 μF	160 μF
G	E24	0.18 pF	1.8 pF	18 pF	180 pF	1.8 nF	18 nF	180 nF	1.8 μF	18 μF	180 μF
H	E24	0.20 pF	2.0 pF	20 pF	200 pF	2.0 nF	20 nF	200 nF	2.0 μF	20 μF	200 μF
J	E24	0.22 pF	2.2 pF	22 pF	220 pF	2.2 nF	22 nF	220 nF	2.2 μF	22 μF	220 μF
K	E24	0.24 pF	2.4 pF	24 pF	240 pF	2.4 nF	24 nF	240 nF	2.4 μF	24 μF	240 μF
L	E24	0.27 pF	2.7 pF	27 pF	270 pF	2.7 nF	27 nF	270 nF	2.7 μF	27 μF	270 μF
M	E24	0.30 pF	3.0 pF	30 pF	300 pF	3.0 nF	30 nF	300 nF	3.0 μF	30 μF	300 μF
N	E24	0.33 pF	3.3 pF	33 pF	330 pF	3.3 nF	33 nF	330 nF	3.3 μF	33 μF	330 μF
P	E24	0.36 pF	3.6 pF	36 pF	360 pF	3.6 nF	36 nF	360 nF	3.6 μF	36 μF	360 μF
Q	E24	0.39 pF	3.9 pF	39 pF	390 pF	3.9 nF	39 nF	390 nF	3.9 μF	39 μF	390 μF
R	E24	0.43 pF	4.3 pF	43 pF	430 pF	4.3 nF	43 nF	430 nF	4.3 μF	43 μF	430 μF
S	E24	0.47 pF	4.7 pF	47 pF	470 pF	4.7 nF	47 nF	470 nF	4.7 μF	47 μF	470 μF
T	E24	0.51 pF	5.1 pF	51 pF	510 pF	5.1 nF	51 nF	510 nF	5.1 μF	51 μF	510 μF
U	E24	0.56 pF	5.6 pF	56 pF	560 pF	5.6 nF	56 nF	560 nF	5.6 μF	56 μF	560 μF
V	E24	0.62 pF	6.2 pF	62 pF	620 pF	6.2 nF	62 nF	620 nF	6.2 μF	62 μF	620 μF
W	E24	0.68 pF	6.8 pF	68 pF	680 pF	6.8 nF	68 nF	680 nF	6.8 μF	68 μF	680 μF
X	E24	0.75 pF	7.5 pF	75 pF	750 pF	7.5 nF	75 nF	750 nF	7.5 μF	75 μF	750 μF
Y	E24	0.82 pF	8.2 pF	82 pF	820 pF	8.2 nF	82 nF	820 nF	8.2 μF	82 μF	820 μF
Z	E24	0.91 pF	9.1 pF	91 pF	910 pF	9.1 nF	91 nF	910 nF	9.1 μF	91 μF	910 μF
a	EIA	0.25 pF	2.5 pF	25 pF	250 pF	2.5 nF	25 nF	250 nF	2.5 μF	25 μF	250 μF
b	EIA	0.30 pF	3.0 pF	30 pF	300 pF	3.0 nF	30 nF	300 nF	3.0 μF	30 μF	300 μF
c	EIA	0.35 pF	3.5 pF	35 pF	350 pF	3.5 nF	35 nF	350 nF	3.5 μF	35 μF	350 μF
d	EIA	0.40 pF	4.0 pF	40 pF	400 pF	4.0 nF	40 nF	400 nF	4.0 μF	40 μF	400 μF
e	EIA	0.45 pF	4.5 pF	45 pF	450 pF	4.5 nF	45 nF	450 nF	4.5 μF	45 μF	450 μF
f	EIA	0.50 pF	5.0 pF	50 pF	500 pF	5.0 nF	50 nF	500 nF	5.0 μF	50 μF	500 μF
m	EIA	0.60 pF	6.0 pF	60 pF	600 pF	6.0 nF	60 nF	600 nF	6.0 μF	60 μF	600 μF
n	EIA	0.70 pF	7.0 pF	70 pF	700 pF	7.0 nF	70 nF	700 nF	7.0 μF	70 μF	700 μF
t	EIA	0.80 pF	8.0 pF	80 pF	800 pF	8.0 nF	80 nF	800 nF	8.0 μF	80 μF	800 μF
g	EIA	0.90 pF	9.0 pF	90 pF	900 pF	9.0 nF	90 nF	900 nF	9.0 μF	90 μF	900 μF

BS 1852를 따르는 RKM 코드는 소수점 대신 SI 접두어 기호를 사용하여 축전기 값을 나타낸다. 예를 들어 4.7nF는 4n7로, 2.2F는 2F2로 표기한다.

전해 콘덴서와 같이 크기가 큰 축전기에는 용량과 내전압이 직접 표기되지만, 세라믹 및 필름 콘덴서는 3자리 숫자 표기(xxy)를 사용하는 경우가 많다. xxy는 xx × 10^y pF을 의미한다.^[94]

칩 콘덴서는 크기가 작아 용량 표기가 어렵기 때문에, 릴에 인쇄된 모델 번호에 용량 표기가 포함되는 경우가 많다. 3자리 숫자 뒤에 알파벳으로 용량 허용 오차를 표기하기도 한다. 예를 들어 "225K"는 2.2 µF의 허용 오차 ±10%를 의미한다.^[94]

정격 전압(내전압)은 전압을 직접 표시하거나 숫자와 알파벳 조합 기호로 표시한다. 기호와 전압 조합은 다음과 같다.

정격 전압
숫자	A	B	C	D	E	F	G	H	J	K
0	1	1.25	1.6	2	2.5	3.15	4	5	6.3	8
1	10	12.5	16	20	25	31.5	40	50	63	80
2	100	125	160	200	250	315	400	500	630	800
3	1,000	1,250	1,600	2,000	2,500	3,150	4,000	5,000	6,300	8,000

'2J103' 표기는 내전압 630V, 용량 0.01µF를 나타낸다. 2자리 이하의 경우 표기된 값이 pF 단위를 나타낸다. 리드 부품 세라믹 콘덴서 중 전압 표시가 없는 것은 내전압 50V 정도인 경우가 많다.

8. 기타

다음은 축전기처럼 동작하는 것들이다. 인쇄 회로 기판과 전계 효과 트랜지스터에 대해서는 기생 용량도 참고하기 바란다.

'''인쇄 회로 기판''': 다층 기판에서 인접한 층의 같은 위치에 인쇄 배선이 있을 경우, 두 배선 사이에 비교적 큰 안정적인 용량이 형성된다. 인쇄 회로 기판 설계에서는 기판의 미사용 영역을 동박으로 채워 접지점 또는 전원 라인 배선에 사용(그라운드 플레인 등)하거나, 전원 배선을 신호선보다 넓게 하는 등의 처리가 관례적으로 이루어진다.
'''전계 효과 트랜지스터''': 전계 효과 트랜지스터의 게이트 임피던스는 매우 높으며, 구조적으로도 축전기가 소스-드레인 사이에 연결되어 있다고 볼 수 있다. 특히 MOSFET는 게이트-소스 간, 게이트-드레인 간, 드레인-소스 간에 기생 용량을 내포하는 구조이다. 집적 회로에서는 게이트의 정전 용량에 주파수와 전압의 제곱을 곱한 값에 비례하여 신호의 교류 성분이 게이트에서 소스-드레인으로 흐르며, 이것이 결과적으로 집적 회로의 소비 전력의 일부가 된다.
'''바리캡''': 다이오드는 역전압을 걸었을 때 직류 전류는 거의 흐르지 않고 매우 높은 직류 저항값을 나타낸다. 이때 다이오드 내부에는 공핍층이라고 하는 절연 영역이 형성되어 있으며, 이것을 유전체로 하여 축전기로서의 동작을 보인다. 이 공핍층의 두께는 걸리는 역전압의 높이에 따라 변동하기 때문에, 두께에 반비례하여 용량도 변동한다. 이러한 성질을 이용하여 전압에 따라 제어할 수 있는 전자적인 용량 가변 축전기로 사용되는 것이 바리캡이다.
'''스텁''': 고주파 회로에서 한쪽 끝이 단락된 1/4파장보다 짧은 전송로 또는 한쪽 끝이 개방된 1/4파장보다 짧은 전송로는 용량성 부하로 보인다.
'''전기적으로 짧은 안테나''': 모노폴, 다이폴 등의 안테나에서 전기적 길이가 1/4파장보다 짧은 것은 구동 회로(무선기 등)에서 보았을 때 용량성 부하로 보인다.
'''인체''': 정전기 연구에서 인체는 10pF의 축전기와 1MΩ의 저항을 병렬로 연결한 것으로 모델화된다.
'''축전기 마이크''': 축전기의 전극 중 한쪽을 진동판(다이어프램)으로 한 것이다. 공기의 진동에 의해 전극 간의 간격이 변화하기 때문에 전극 간에 형성되는 용량도 변화하고, 일정한 전하를 축적한 상태라면 단자 간의 전압도 변화한다. 테플론 등의 유전체에 높은 전계를 부여하여 전하를 반영구적으로 유지하는 성질을 이용한 일렉트렛을 사용하면 전원 공급을 불필요하게 할 수 있다.
'''전선 간''': 전선과 전선 사이에도 약간의 용량이 있으며, 장거리가 될수록 문제가 된다.
'''대지 용량''': 전선 등과 지면 사이에도 용량이 있다.

참조

_[1] 서적 A Text-Book of Physics https://archive.org/[...] P. Blakiston's Son & Co. 2016-12-01
_[2] 서적 Electrical and Electronic Principles and Technology https://books.google[...] Routledge 2013-03-17
_[3] 서적 Electronic Devices Pearson Education 2005
_[4] 웹사이트 Molecular Expressions: Electricity and Magnetism - Interactive Java Tutorials: Lightning: A Natural Capacitor https://micro.magnet[...]
_[5] 웹사이트 A History of Science Volume II, Part VI: The Leyden Jar Discovered https://web.archive.[...] 2013-03-17
_[6] 서적 The Story of Electrical and Magnetic Measurements: From 500 BC to the 1940s https://books.google[...] John Wiley & Sons 2013-03-17
_[7] 서적 Electricity in Every-day Life https://books.google[...] P. F. Collier & Son 2013-03-17
_[8] 서적 A History of Electricity: (The Intellectual Rise in Electricity) from Antiquity to the Days of Benjamin Franklin https://books.google[...] J. Wiley & Sons 1895
_[9] 서적 Benjamin Franklin: An American Life https://books.google[...] Simon and Schuster 2013-03-17
_[10] 웹사이트 Experiments & Observations on Electricity: Letter IV to Peter Collinson http://www.chemteam.[...] 2009-08-09
_[11] 웹사이트 Franklin and Electrostatics – Ben Franklin as my Lab Partner http://www.compadre.[...] Tufts University 2009-08-10
_[12] 서적 A history of science, technology and philosophy in the 18th century https://archive.org/[...] George Allen & Unwin 1962
_[13] 웹사이트 eFunda: Glossary: Units: Electric Capacitance: Jar http://www.efunda.co[...] eFunda 2013-03-17
_[14] 서적 Volta: Science and culture in the Age of Enlightenment Princeton University Press 2003
_[15] 학술지 Sketch of Alessandro Volta https://books.google[...] Bonnier Corporation 1892-05-01
_[16] 간행물 British Standard Glossary of Terms in Electrical Engineering British Engineering Standards Association 1926
_[17] 학술지 Historical Introduction to Capacitor Technology https://zenodo.org/r[...] 2010-01-01
_[18] 특허 Low voltage electrolytic capacitor
_[19] 웹사이트 A brief history of supercapacitors http://www.cantecsys[...] Batteries & Energy Storage Technology 2007-09-01
_[20] 서적 Semiconductor Devices: Physics and Technology https://www.oreilly.[...] John Wiley & Sons 2019-10-06
_[21] 웹사이트 DRAM https://www.ibm.com/[...] IBM 2019-09-20
_[22] 서적 Semiconductor Devices: Physics and Technology http://www.fulviofri[...] Wiley 2002
_[23] 학술지 Fringing field of finite parallel-plate capacitors 1970-01-01
_[24] 서적 Electricity and Magnetism, 2nd Ed. https://books.google[...] Cambridge University Press 2011
_[25] 서적 College Physics, 10th Ed. https://books.google[...] Cengage Learning 2014
_[26] 서적 Electromagnetism for Engineers: An Introductory Course https://books.google[...] Elsevier Science 2013
_[27] 웹사이트 Capacitor charging and discharging http://www.allaboutc[...] 2009-02-19
_[28] 웹사이트 Current percolation through resistors and capacitors https://www.research[...] PLoS one 2017-01-01
_[29] 웹사이트 Universality of the emergent scaling in finite random binary percolation networks https://www.research[...]
_[30] 서적 Introduction to High Power Pulse Technology https://books.google[...] World Scientific 2013-03-17
_[31] 서적 Wiley Survey of Instrumentation and Measurement https://books.google[...] John Wiley & Sons 2013-03-17
_[32] 서적 Practical Electronics for Inventors https://books.google[...] McGraw Hill Professional 2013-03-17
_[33] 학술지 Electric breakdown and conduction through Mylar films 1957-01-01
_[34] 학술지 The fundamentals of aging in HV polymer-film capacitors 1994-01-01
_[35] 학술지 The maximum dielectric strength of thin silicon oxide films 1966-01-01
_[36] 논문 Recovery of alumina nanocapacitors after high voltage breakdown 2017
_[37] 서적 Electrical Circuit Theory and Technology https://books.google[...] Routledge 2013-03-17
_[38] 논문 The role of instrumentation in the process of modeling real capacitors https://ieeexplore.i[...] 2000
_[39] 웹사이트 Ceramic Capacitor Aging Made Simple http://www.johansond[...] Johanson Dielectrics 2013-03-17
_[40] 웹사이트 Concise Guide to Capacitor Types https://www.allabout[...] EETech Media LLC 2023-09-07
_[41] 웹사이트 The Effect of Reversal on Capacitor Life http://www.ga.com/we[...] Sorrento Electronics 2013-03-17
_[42] 서적 The Capacitor Handbook https://books.google[...] Springer Science & Business Media 2012-12-06
_[43] 서적 Electronics McGraw-Hill 1960
_[44] 웹사이트 Xenon Strobe and Flash Safety Hints http://donklipstein.[...] 2006-05-29
_[45] 서적 Exploring Quantum Physics through Hands-on Projects https://books.google[...] John Wiley & Sons 2012
_[46] 서적 Electrical Power Quality https://books.google[...] Laxmi Publications, Ltd. 2010
_[47] 서적 Practical Laser Safety, Second Edition https://books.google[...] CRC Press 1989
_[48] 서적 Robinson's Manual of Radio Telegraphy and Telephony US Naval Institute 1924
_[49] 웹사이트 A Review of Degradation Behavior and Modeling of Capacitors https://www.nrel.gov[...] National Renewable Energy Laboratory 2021-07-23
_[50] 웹사이트 Ask The Applications Engineer – 21 http://www.analog.co[...] Analog Devices 2013-03-17
_[51] 서적 Science and Technology of Integrated Ferroelectrics: Selected Papers from Eleven Years of the Proceedings of the International Symposium on Integrated Ferroelectrics https://books.google[...] CRC Press 2001
_[52] 서적 What Every Engineer Should Know about Ceramics https://books.google[...] CRC Press 1991
_[53] 서적 Scanning Nonlinear Dielectric Microscope https://books.google[...] Wiley-VCH 2005
_[54] 서적 Quantum Theory of the Electron Liquid https://books.google[...] Cambridge University Press 2005
_[55] 서적 Quantum Field Theory of Non-equilibrium States https://books.google[...] Cambridge University Press 2007
_[56] 서적 Springer Handbook of Materials Measurement Methods https://books.google[...] Springer 2006
_[57] 서적 Fractals, diffusion and relaxation in disordered complex systems. Part A https://books.google[...] Wiley 2006
_[58] 서적 2005 IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IMTC): Ottawa, Ontario Canada, 16–19 May 2005 https://books.google[...] IEEE 2005
_[59] 서적 Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials https://books.google[...] Springer 2006
_[60] 서적 Fundamentals of Semiconductors https://books.google[...] Springer 2001
_[61] 서적 Hands-On Electronics: A Practical Introduction to Analog and Digital Circuits https://books.google[...] Cambridge University Press 2003
_[62] preview SLOVENSKI STANDARD SIST EN 60062:2016/A1:2019 https://cdn.standard[...] 2022-06-17
_[63] 웹사이트 EIA-198-D capacitance codes https://www.electron[...] 2022-06-18
_[64] 웹사이트 Fundamentals of Electronics, Volume 1b: Basic Electricity, Alternating Current, NAVPERS 93400A-1b http://archive.org/d[...] 1965-04-12
_[65] 웹사이트 1930 Catalog – Capacitors (Condensers) http://www.alliedcat[...] 2017-07-11
_[66] 웹사이트 Capacitor MF - MMFD Conversion Chart https://www.justradi[...]
_[67] 서적 Illustrated Guide to the National Electrical Code https://books.google[...] Cengage Learning 2011
_[68] 논문 Nuclear energy conversion with stacks of graphene nanocapacitors 2012
_[69] 논문 Large energy storage efficiency of the dielectric layer of graphene nanocapacitors 2017
_[70] 서적 Electronic Devices https://books.google[...] Pearson 2017
_[71] 서적 Pulsed Power Springer 2005
_[72] 논문 Effectiveness of embedded capacitors in reducing the number of surface mount capacitors for decoupling applications 2010
_[73] 특허 Method and apparatus for monitoring fluid pressure 2009
_[74] 웹사이트 Some Xenon Strobe and Flash Safety Hints http://donklipstein.[...]
_[75] 문서 Read Error Reduction in Glyphs
_[76] 표준 JIS C 4908, JIS C 5101 https://kikakurui.co[...]
_[77] 웹사이트 コンデンサーとは - コトバンク https://kotobank.jp/[...]
_[78] 문서 リードインダクタンス
_[79] 문서 理想的なコンデンサの抵抗
_[80] 웹사이트 A History of Science Volume II, Part VI: The Leyden Jar Discovered http://www.worldwide[...] 1999-03
_[81] 서적 Electricity in Every-day Life https://books.google[...] P. F. Collier & Son 1905
_[82] 서적 Benjamin Franklin https://books.google[...] Simon and Schuster 2003
_[83] 웹사이트 Experiments & Observations on Electricity: Letter IV to Peter Collinson http://www.chemteam.[...] 1749-04-29
_[84] 웹사이트 Franklin and Electrostatics—Ben Franklin as my Lab Partner http://www.tufts.edu[...] Tufts University 2004-09
_[85] 뉴스 Sketch of Alessandro Volta https://books.google[...] 1892-05-10
_[86] 웹사이트 http://www.ttc-cmc.n[...]
_[87] 문서 マイラフィルム・マイラシート
_[88] 웹사이트 セラミックコンデンサのFAQ なぜ、セラミックコンデンサは音鳴きが発生するのでしょうか？ http://www.murata.co[...] 村田製作所 2016-03-07
_[89] 문서 불량 전해 콘덴서 문제
_[90] 문서 三洋電機
_[91] 간행물 トランジスタ技術 2004年9月号 2004-09
_[92] 웹사이트 スーパーキャパシタートラム完成、３０秒充電で５キロ走行中車株洲電力機車 https://www.afpbb.co[...] 2021-08-28
_[93] 웹사이트 プレスリリース高速デジタル回路を安定動作させる低インピーダンス線路素子の開発について http://www.nec.co.jp[...] NEC 2003-10-20
_[94] 웹사이트 品番の読み方 http://search.murata[...] 村田製作所
_[95] 웹인용 물리용어 조정안 http://www.kps.or.kr[...] 2010-11-06
_[96] 웹인용 콘덴서 https://stdict.korea[...] 국립국어원 2020-09-28

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