기사/공사필기 C 과도현상
작성자 황재현 · 작성일 · 분류 기사/공사필기
t = 0에서 스위치 투입 시 DC전원이 인가될 경우,
L은 연속적으로 전류가 흘러야 하므로 0V부터 E/R에 돌입할 때까지 증가한다는 건 알겠는데
C에서는 왜 0V에서 E/R까지 증가하는 구간이 없이 시작부터 E/R인지 잘 모르겠습니다.
스위치 ON 전, C 초기전하도 없다고 가정하면, 전류는 0V 아닌가요??
여기서 스위치를 ON하면 L에서와 마찬가지로 E/R까지 증가하는 구간이 있어야 하는거 아닌가요?
답변 1개
배불뽀 ·
계산식없이 과정을 한 번 설명해 보겠습니다.
E/R에서 E는 정상전압에 도달했을 때의 전압입니다.
우선 C가 없이 R만 있는 회로를 상상해 보시면, DC전원인가했을 때 (동시에) 전류가 E/R이 되고, 이 전류는 계속 일정합니다.(이것은 사실이니 OK되어야 합니다.)
다음은 앞의 R 회로에 C가 직렬로 추가된 회로(RC직렬호로)를 생각해 보죠.
앞에서와 같이 DC전압이 RC직렬회로에 인가되면 ....
인가된 순간에는 C는 회로에서 전류가 흐르는데 아무런 방해를 하지 않습니다.
C가 없는 것과 같지요. 그래서 그 순간의 전류는 R만의 회로에서와 같습니다. (일단 설명끝^^)
그 뒤부터 콘덴서의 역할이 나타납니다.
(콘덴서에 아무런 초기 전하가 없었다고 가정하고, 그리고
콘덴서는 전하를 통과시키는 것이 아니라 전하를 쌓아가는 소자라는 점을 상기하십시오.)
회로에서 흐른 전류의 전하들은 콘덴서에 누적됩니다.(그냥 통과해 지나간 것 아니고,) 시간이 지나면서 전하가 쌓여있는 콘덴서에 전하는 더 쌓은 것이 어려워지므로, 결과적으로는 콘덴서가 전하의 흐름을 방해하는 역할을 하게 됩니다. 전류가 서서히 줄어들게 되지요.
콘덴서에 누적된 전하가 많을수록 새로운 전하를 쌓아 올리기는 더 어려워지고, 전류는 점점 감소합니다.
결국에는 더 이상 전류가 흐를 수 없게 되지요.
콘덴서에 쌓인 전하가 최고치에 달해서 현재의 직류 전원의 전압으로 더 이상의 전하를 쌓아가지 못하는 상태입니다. 전류를 더 이상 흐르지 못합니다.
이 때 모든 전압은 콘덴서에 걸려있고, 저항에는 아무 전압도 걸리지 않게 됩니다.
이러한 일련의 과정은 결국 콘덴서에 쌓이는 전하가 한계에 달하면 끝납니다.