커패시터나 인덕터에서 전압과 전류의 위상차가 나타나는 이유가 뭔가요?
커패시터에서는 전류가 전압보다 90도 앞선 위상이 나타나고, 인덕터에서는 전압이 90도 앞선 위상이 나타나는 이유가 뭔가요? 그리고 그 위상차때문에 임피던스가 복소수 형태로 나타난다고 하는데, 그 이유가 뭔지도 궁금합니다.
안녕하세요. 박준희 전문가입니다.
쉽게말해서 C와 L의 소자 특성때문에 그렇습니다
C나 L은 기본적으로 전자를 자기적으로 저장하는 L , 전기적으로 저장하는 C의 특성이있는데 이는 위상차의 원인이 되게 됩니다.
일단 C는 충전전압과 전류의 관계를 봐야 하는데 전원을 인가하면 C에 전류가 먼저 충전이되고 그다음 전압이 발생합니다 이로인해 전압이 90 뒤지게 됩니다. L은 C의 반대라고 생각하시면되요.
감사합니다.
1명 평가안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
커패시터는 교류 전압이 가해지면 순간적으로 충전되어 전류가 흐릅니다.
또한 충전이 완료되면 전압이 증가합니다. 커패시터는 전류가 먼저 흐른뒤 전압이 형성되므로
전류가 전압보다 앞섭니다. 인덕터는 전압이 먼저 나타나고 이후 전류가 흐릅니다.
이는 전압이 전류보다 앞섭니다. 커패시터와 인덕터에서 위상차가 발생합니다.
위상차는 각각의 물리적 특성과 미분 연산에서 비롯되며, 임피던스가 복소수 형태로 나타납니다.
1명 평가안녕하세요. 박성호 전문가입니다.
커패시터나 인덕터에서 전압과 전류 사이에 위상차가 생기는 건, 이 두 소자가 단순히 전류를 흘리는 통로가 아니라 ‘에너지를 저장하는 방식’이 다르기 때문이에요.
커패시터는 전하를 저장하는 장치인데요, 전류는 전하가 움직이는 속도, 즉 얼마나 빠르게 전하가 쌓이는지를 말해요. 그래서 전류는 이미 움직이기 시작했는데, 전압은 그에 따라 천천히 변하게 돼요. 마치 물이 빠르게 흘러가면서 그릇에 채워지듯이요. 그래서 커패시터에서는 전류가 전압보다 먼저 반응하게 되고, 전류가 앞선 위상을 갖는 거죠.
반대로 인덕터는 자기장을 통해 에너지를 저장해요. 전류가 변하면 자기장이 바뀌는데, 이 자기장의 변화가 다시 전압을 만들어내요. 즉, 전류가 바뀌려 하면 인덕터가 미리 전압을 걸어 저항하려고 해요. 그러다 보니 인덕터에서는 전압이 먼저 생기고, 전류가 나중에 따라가게 돼요.
1명 평가안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
커패시터와 인덕터에서 전압과 전류의 위상차가 발생하는 이유는 이 두 소자가 에너지를 저장하는 방식이 다르기 때문입니다. 커패시터는 전하를 저장하며 전류가 먼저 흐르고 그에 따라 전압이 나중에 형성되므로 전류가 전압보다 90도 앞섭니다. 반면 인덕터는 전류의 변화에 따라 자기장을 생성하고 이 자기장이 전압을 만들어내므로 전압이 전류보다 90도 앞섭니다. 이러한 위상차로 인해 임피던스는 복소수 형태로 나타나며 이는 전압과 전류의 크기와 방향을 동시에 표현할 수 있게 해줍니다. 복소수 표현은 위상차를 수학적으로 명확하게 나타내는 데 필수적입니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
커패시터는 전압 변화율에 비례하는 전류 특성으로 인해 전압보다 전류가 90도 앞서고 인덕터는 전류 변화율에 비례하는 전압 유도 특성으로 인해 전류보다 전압이 90도 앞섭니다 이러한 전압과 전류의 위상차를 실수만으로는 표현하기 어렵기 때문에 크기와 위상 정보를 동시에 나타낼 수 있는 복소수 형태의 임피던스를 사용하여 리액턴스 성분을 허수부에 표현합니다 따라서 임피던스의 복소수 표현은 교류 회로에서의 전압 전류 관계를 명확하고 간결하게 분석하는 데 필수적입니다.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어 입니다.
커패시터에서는 전압보다 전류가 90도 앞서는데, 이는 커패시터가 전하를 축적하는 특성 때문입니다. 즉, 전압이 변화하기 전에 전류가 먼저 흐르며 전하를 축적하게 됩니다. 반면, 인덕터는 전류 변화에 대한 자기장을 생성하는데, 이 과정에서 자기장이 전류를 방해하여 전압이 전류보다 90도 앞서게 됩니다. 이 위상차로 인해 커패시터와 인덕터의 임피던스가 각각 -jXc와 jXl 형태로 나타나고, 이 복소수 표현은 회로 해석에서 전압과 전류 사이의 위상차를 수학적으로 나타내는 방식입니다. 임피던스가 복소수인 이유는 이러한 위상차를 실수로는 표현할 수 없기 때문입니다. 이로 인해 전압과 전류의 크기뿐만 아니라 방향과 위상도 함께 고려할 수 있습니다.