커패시터와 RC 시정수
커패시터는 전압이 갑자기 변하는 것을 막습니다. τ = RC는 63%까지 충전되는 시간이고, 5τ면 거의 다 찹니다.
커패시터는 전하를 담는 부품입니다. 전류가 들어오면 전압이 서서히 오르고, 전압을 순간적으로 바꾸려면 무한대의 전류가 필요합니다. 그래서 커패시터 양단 전압은 갑자기 변하지 않습니다.
RC 충전
저항 R을 통해 커패시터 C를 충전하면
V(t) = Vin × (1 - e^(-t/RC))
| 시간 | 충전 정도 |
|---|---|
| 1τ | 63% |
| 3τ | 95% |
| 5τ | 99% |
예) 10kΩ, 100nF → τ = 1ms. 리셋 핀에 달면 전원이 켜진 뒤 약 1ms 동안 리셋이 유지됩니다.
임베디드에서 만나는 곳
- 버튼 디바운싱: 기계 접점이 수 ms 동안 튀는 것을 RC로 부드럽게 만듭니다.
- 전원 리셋 지연: MCU 리셋 핀의 RC
- ADC 입력 필터: 고주파 노이즈를 걸러냄
- 디커플링: 칩이 순간적으로 전류를 당길 때 가까운 커패시터가 먼저 공급
에너지
커패시터에 저장된 에너지는 ½CV²입니다. 큰 전해 커패시터는 전원을 꺼도 한동안 위험한 전압을 품고 있으니, 인버터 작업 전에는 방전을 확인합니다.