축전기 형태에 따른 전기용량

1. 전기용량의 정의

크기가 같고 전하의 부호가 서로 반대인 두 극판이 있다고 가정하자. 이때 극판은 도체이므로 등퍼텐셜면을 이룬다. 즉, 극판 위 모든 곳의 전기퍼텐셜은 같다. 하지만, 서로 다른 두 극판 사이에는 분명 퍼텐셜 차이가 존재할 것이다. 이때 우리는 단위 퍼텐셜에 대해 흐르는 전하량을 전기용량으로 정의할 수 있다.

여기서 는 전하량, 는 전기용량, 는 전기 퍼텐셜을 말한다. 즉, 전기용량은 극판 사이의 퍼텐셜차에 따라 생성된 전하가 얼마나 많이 모이는가를 알려주는 척도이다. 즉, 전기용량이 크면 클수록 더 많은 전하가 모인다. 그리고 이때 전기용량의 단위는 볼트당 쿨롱이다. 그리고 패럿이라는 단위를 사용한다.

그림 . 회로로 연결된 전지
2. 축전기의 대전
축전기를 대전시키기 위해서는 전지를 포함한 전기회로에 축전지를 연결해야 한다. 이때 전지는 전하가 출입하는 단자 사이에 일정한 퍼텐셜 차이를 유지하는 역할을 한다. 전자가 단자 사이의 퍼텐셜 차이를 로 유지한다고 가정하자. [그림 1]에서 축전기 극판 와 가까운 단자를 양의 단자, 스위치 와 가까운 단자를 음의 단자라고 한다. 이때 극판 는 전자를 …