축전기는 전하를 저장하는 장치입니다. 전기 용량은 C = Q/V로 정의되며, 평행판 축전기에서는 C = εε₀A/d입니다. 같은 전압이라도 유전체를 넣으면 전기 용량이 커져 더 많은 전하를 저장할 수 있습니다.

물리학 II편 p92~97

축전기, 전기 용량, 저장 에너지, 유전체 효과를 한 장면 안에서 3D 구조와 그래프로 함께 재구성했습니다.

Physics II Interactive Lab

축전기의 원리와 활용

평행판 축전기의 전하 저장, 유전체 효과, 그리고 충전·방전 과정을 3D 구조와 Q-V / Q-t 그래프로 함께 탐구합니다.

충전 전 상태

전압, 판 간격, 판 면적을 바꾼 뒤 충전 시작을 눌러 보세요. 오른쪽 그래프에서는 기울기 C와 면적 1/2QV를 함께 확인할 수 있습니다.

🔋 축전기의 원리와 활용

평행판 축전기의 저장 전하와 에너지를 실시간으로 확인합니다.

전압 V0.00 V

판 간격 d0.0000 m

판 면적 A0.0000 m²

전기 용량 C0 F

유전 상수 ε1

전하량 Q0 C

저장 에너지 U0 J

전기장 E0 V/m

전기 용량: C = Q / V = εε₀A / d
전하량: Q = CV = 0 C
저장 에너지: U = 1/2 CV² = 0 J
유전체 삽입 → C 증가, 같은 V에서 더 많은 전하 저장

Q-V 그래프와 충전/방전 추적

위 그래프는 Q = CV 직선과 저장 에너지 U = 1/2QV 면적을, 아래 그래프는 충전·방전 중의 Q-t 변화를 함께 보여줍니다.

Q-V 직선

저장 에너지 면적

현재 상태 점

Q-t 이력

Capacitance

0 F

기울기 C가 클수록 같은 전압에서 더 많은 전하를 저장합니다.

Stored Charge

0 C

현재 축적된 전하량입니다.

Stored Energy

0 J

Q-V 그래프 아래 삼각형 면적과 같습니다.

Electric Field

0 V/m

E = V / d 이므로 판 간격이 좁을수록 전기장이 강해집니다.

실생활 활용

카메라 플래시

축전기를 천천히 충전해 에너지를 저장한 뒤, 촬영 순간에 매우 짧은 시간 동안 방전해 강한 빛을 냅니다. 충전 후 방전을 눌러 순간 효과를 확인해 보세요.