글쓴이 : SOONDORI
부품 통의 4700uF/63V 커패시터를 가지고… 34V와 18V, 각기 다른 전압으로 전기 에너지를 담고, 보관 에너지 양(= 충전 에너지양 = 방전 에너지양)이 어떻게 달라지는지를 확인해 보았다.
다음과 같이 얼렁뚱땅 회로를 구성.
오실로스코프에서 관측된 방전 파형을 면적 개념으로 가늠한다. PEAK 파형이 대충 삼각형이라고 보고… 아니, 그것도 귀찮아서 그냥 밑변 곱하기 높이로 상대 비교.
결과는?
1) 34V로 충전 후 방전
34V와 158mS라… 높이 34, 가로 폭 158이므로, 무엇인지 모를 단위의 값은 34 × 158 = 5,372.
2) 18V 충전 후 방전
18 곱하기 116이니까… 뭔지 모를 단위의 값은 2,088.
그러면,
1) 두 전압의 상대비는 1.89.
2) 보관 에너지 = 충전 에너지 = 방전 에너지일 떄, <삼각형 에너지 면적>의 상대비는, 2.57.
1.89가 아니고 더 크다고? 실은 3배쯤 더 커야 한다. 오히려 기대보다 작은 값. 대충 가늠하는 것이니 그냥 넘어가고…
에너지 밀도(e) = 1/2 × 전하량 × 전압^2
여기서, 커패시터가 하나뿐이므로 e ≒ fx(전압의 제곱)
요지는, 34V 충전이 18V 충전보다 (단순 비율 1.0에 더하여) +36%나 더 많은 에너지를 담을 수 있다는 것. 충전 전압을 높일수록 상대비는 더 커질 것이다.
이상, 실험 끝.
* 관련 글 : 성격 싸늘한 빈 깡통, 커패시터의 속성
