고대 이집트에 덴데라 전구(Dendera Light)라는 게 있었다고 합니다. 그 거대한 전구를 쓰려면 전기를 일정한 공간에 저장할 수 있어야 할 것입니다.



화학전지인 고대 '바그다드 항아리'가 나오고... 시간이 흘러 그런 전기 저장, 저장된 전기 에너지의 계산에 대한 쿨롱의 법칙(Coulomb's Law)이 나오고... DIYer가 쉽게 살 수 있는 커패시터라는 부품도 나왔습니다.

전기저장 세상 안에는 정전 용량(Capacitance)라는 것이 있고요.

전자 회로나 사람의 몸, 영화 메트릭스에서와 같이 실생활 이곳저곳에서 전기 에너지는 어딘가에 모여 있다가 어디로 사라집니다. 모여 있으면 그것이 '정전 용량'이겠습니다.  한자말이 靜電容量이니까 조용히 그곳 머물고 있는...

원칙은, "두 개 극판이 마주보고 있고 주변에 전기가 흐른다면  그 극판 사이에 정전 용량이 존재한다" 입니다.

1. 일반저항

리드와 리드 사이, 안에 있는 저항체 줄의 사이사이에 0.000....0001pF라도 커패시턴스가 존재합니다. 그런 것 극소화시킨 색다른 등급의 저항이 따로 있습니다.

2. 커패시터

예를들어 22uF이라고 하면, 내부 용량도 있고 리드와 리드 사이에도 그런... 미미해서 생각하지 않는 그러나 논리나 실제로, 기생용량이 존재합니다.

3. 트랜지스터

반도체를 겹으로 쌓은 것이니까 각 층 사이에 기생 용량이 존재하겠지요? 그리고... FM 프론트엔드에서는 그 기생용량을 인정하고 수신 회로를 구성한 것이고요.

4. 다이오드

네. 두 층이 만나기 때문에 그곳에 있습니다. 전자 튜너에 쓰이는 가변용량 다이오드는 그런 현상을 적극적으로 활용한 것으로 보면 될 것입니다.

5. IC

반도체 층이 있으니까 당연히 존재합니다. 스마트폰 안에 얼마나 많은 단위 기생 용량이 존재할지... 상상을 할 수 없습니다. 그게 아날로그가 아닌 디지털이니까 그나마 다행이지요?

6. 코일

코일 에나멜선 층 사이에도 기생 정전 용량이 존재합니다. 절대로 코일값(L)만 있을 수가 없지요. 마찬가지로 커패시턴스(C)값만 또는 저항값(R)만 존재하지도 않습니다.

7. 땜과 땜, PCB 패턴과 패턴

보완 콘텐츠에 언급한 대로 눈에 안 보이는 에너지 축적이 있고 그것이 회로 동작에 영향을 줍니다. 대상 회로가 높은 주파수를 다룰 수록 심각한 문제가 됩니다. 왜 굳이 동박 기판을 썼는지 그리고 기판의 면을 달리했는지에 연결되는 물리 현상이고요.

8. 전선과 전선 안쪽

아무것도 연결되지 않은, 두 가닥 100m 케이블을 계측기로 검사하면 ??pF가 잡힐 것이죠. 안쪽 전선이 두 개의 극판을 구성하기 때문입니다. 그런 물리 요소는 신호 전달에 영향을 주게 되는데... 가정집 10m 이하에서는 무시할 수준이기에 저는, 케이블에 대한 투자를, 선재가 아닌 단자/접속재에 하는 게 맞다고 이야기합니다.  긴 거리를 상대하는 PRO 세상은 사정이 완전히 다르고요.

참고로 급히 1~3pF 정도의 커패시터 부품이 필요할 때는 1cm쯤 되는 테프론선 두 개를 꼬아서 해결할 수도 있습니다. 그 자체로 극소 용량 커패시터 대체품이 됩니다.

9. 선국용 바리콘 대체

응급 상황에서는 동박을 두 조각 잘라내고 하나를 다른 하나 위로 겹친다음에 회전시키거나 이동시키면서 용량을 달리할 수도 있습니다. 그렇게 보면 두 장 은박지도 되고 두 개 숫가락이나 젓가락도 되고 무엇도 됩니다. 그저 바라보는 극판의 절대 면적 비율만 달라지면 되는것이지요.

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부정적 시각으로 보면서 없애거나 마음의 대비를 해야 하는 '기생 용량'이라고 하고, 긍정적으로 보면서 '정전용량'이라고 하며 그것을 더 키우려고 하고... 모두가 사람 마음대로입니다?

요즘에는 산업용 슈퍼 커패시터를 써서 ESS 시스템을 구성하니까... 가만 보면 전기를 저장하는 기술 또는 그 필요성은, 고대 이집트 시점만 생각해도 무려 수천 년간 이어져 온 셈입니다. 아닐까요?