커패시터 에너지 계산기 사용법
커패시턴스 값과 단위를 고르고 단자 전압을 입력합니다. 이상적인 저장 에너지가 크게 표시되고, 전하량과 밀리줄 및 와트시 환산값도 함께 나옵니다.
주 결과와 보조 결과 읽기
줄(J)은 전기장에 저장된 에너지입니다. 쿨롬(C)은 전극판에 분리되어 모인 전하량으로, 에너지와 다른 물리량입니다. mJ와 Wh는 같은 에너지를 다른 크기의 단위로 나타낸 값입니다.
전압이 0 V라면 에너지와 전하도 0입니다. 반면 커패시턴스는 0보다 커야 하며, 부품에 적힌 pF, nF, μF, mF, F 중 맞는 단위를 선택해야 합니다.
전압을 두 배로 하면 에너지는 네 배
C는 패럿 단위의 커패시턴스, V는 볼트 단위의 전압입니다. 에너지 E에는 V²가 들어가지만 전하 Q에는 V만 들어갑니다. 이 차이 때문에 전압 변화가 에너지에 더 크게 반영됩니다.
계산값의 크기를 확인하는 예
- 100 μF, 10 V는 0.005 J를 저장하며 전하는 0.001 C입니다. 에너지는 5 mJ로 읽어도 같습니다.
- 200 μF, 100 V는 1 J와 0.02 C가 됩니다. 비교적 작은 용량도 높은 전압에서는 무시하기 어려운 에너지를 갖습니다.
- 1 F, 5 V는 12.5 J와 5 C입니다. 같은 부품을 10 V로 올리면 이상적인 에너지는 50 J가 되지만 정격 전압을 먼저 확인해야 합니다.
실제 부하가 받는 에너지는 더 적다
계산식에는 등가 직렬 저항, 누설 전류, 용량 오차, 변환 회로의 손실이 없습니다. 기기는 전압이 0이 되기 전에 동작을 멈출 수 있으므로 계산된 전량을 사용하지 못할 수도 있습니다.
이 계산기만으로 동작 시간이나 방전 전류를 정할 수 없습니다. 정격 전압과 극성은 데이터시트에서 확인해야 합니다. 고전압 커패시터는 전원을 끈 뒤에도 위험한 전하를 남길 수 있습니다.
커패시터 에너지 관련 질문
이상적인 계산 결과를 실제 회로에 적용할 때 자주 생기는 의문을 정리했습니다.
식에 왜 1/2이 들어가나요?
충전하는 동안 전압이 0에서 V까지 올라갑니다. 그 과정의 일을 합하면 QV/2가 되고, Q = CV를 대입하면 CV²/2가 됩니다.
μF와 mF를 바꾸면 얼마나 달라지나요?
1 mF는 1,000 μF입니다. 같은 숫자에서 단위를 잘못 고르면 에너지와 전하가 1,000배 달라집니다.
줄과 와트는 같은 단위인가요?
아닙니다. 줄은 에너지, 와트는 초당 전달되는 에너지의 비율입니다.
동작 시간을 바로 알 수 있나요?
부하 전력, 효율, 저항, 사용할 수 있는 전압 범위가 더 필요합니다.
정격 전압보다 높게 써도 되나요?
안 됩니다. 유전체 손상과 과열, 고장을 막기 위해 제조사가 정한 한도를 지켜야 합니다.
비슷한 계산기
같은 주제에 대한 다음 계산기가 유용할 수 있습니다:
- 전압 분배기 계산기. 입력 전압과 두 저항을 입력해 무부하 출력과 회로 전류를 확인하세요.
- 물 혼합 온도 계산기. 두 물의 양과 온도를 입력해 이상적인 혼합 온도와 비율을 확인하세요.
- 밀도 계산기. 구할 값을 선택하고 두 측정값을 입력해 밀도, 질량 또는 부피를 확인하세요.
- 킬로줄과 킬로칼로리 변환기. kJ 또는 kcal 값을 입력하면 같은 에너지를 다른 단위로 바로 보여 줍니다.
- 시간당 마일을 시간당 킬로미터로 변환. mph 또는 km/h 값을 입력하면 같은 속도의 다른 단위 값이 바로 표시됩니다.
- 석유 배럴을 리터로 변환. bbl 또는 리터 값을 입력하면 같은 부피가 다른 단위로 바로 표시됩니다.
- 마이크로패럿과 나노패럿 변환기. µF 또는 nF 값을 입력하면 같은 정전 용량이 다른 단위로 표시됩니다.
- 줄과 킬로와트시 변환기. 줄 또는 킬로와트시로 에너지를 입력하면 환산값을 바로 확인할 수 있습니다.
- 와트와 킬로와트 변환기. 와트 또는 킬로와트로 전력을 입력하면 환산값을 바로 확인할 수 있습니다.
- 킬로그램과 그램 변환기. 킬로그램이나 그램으로 질량을 입력하고 다른 단위의 값을 바로 확인하세요.
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