Capacitor와 Inductor의 차이 – 전원 회로의 기본

전류를 다루는 회로에서 이 두 부품은 빠질 수 없다

전자기기를 구성하는 부품 중에서 가장 기본이면서도 자주 사용되는 소자가 있습니다.
바로 Capacitor(커패시터)와 Inductor(인덕터)입니다.
전원 회로나 필터 회로, 스위칭 컨버터, 신호 정제 등 전류와 전압을 다루는 모든 회로에서 필수적인 역할을 합니다.

겉보기엔 단순한 부품처럼 보일 수 있지만, 이 두 소자는 회로의 전류 흐름을 제어하는 방식 자체가 완전히 다르며,
그로 인해 용도, 배치 위치, 회로 해석 방식 모두 달라집니다.

이번 글에서는 커패시터와 인덕터가 각각 어떻게 동작하는지,
그리고 왜 두 소자가 함께 쓰이는 경우가 많은지를 실무적 시각에서 비교해보겠습니다.

 

 

커패시터는 전압을 저장하고, 인덕터는 전류를 저장한다

커패시터는 흔히 전기를 충전해두는 부품으로 알려져 있지만, 정확히 말하면
전압(전위 차이)을 저장하는 역할을 합니다.
전류가 흐르면 커패시터는 양쪽에 전하를 모아두고, 그 전하로부터 전압을 형성합니다.

반대로 인덕터는 자기장에 에너지를 저장하는 부품입니다.
전류가 흐르면 코일에 자기장이 생기고, 그 자기장이 사라지며 전류를 계속 흐르게 하거나 유지시킵니다.
그래서 인덕터는 전류의 흐름을 저지하거나, 부드럽게 이어주는 역할을 하게 됩니다.

 

 

동작 특성 – 시간에 따른 반응이 다르다

커패시터는 전압 변화에 빠르게 반응합니다.
전류가 갑자기 흐르면 순간적으로 전류를 흡수하며 전압의 급격한 상승을 막고,
필요할 때 다시 전류를 흘려보내는 방식으로 전압을 안정화합니다.

인덕터는 반대로 전류 변화에 저항합니다.
갑작스러운 전류 변화가 생기면, 자기장의 유도 전압이 생겨 전류의 변화 속도를 늦추는 방식으로 동작합니다.
즉, 커패시터는 전압을 부드럽게, 인덕터는 전류를 부드럽게 만들어주는 역할을 합니다.

 

 

주파수 특성 – 필터에서의 차이

이 두 소자는 주파수에 따라 동작 방식이 극명하게 다릅니다.

• 커패시터: 주파수가 높아질수록 임피던스가 낮아져 고주파를 잘 통과시킴
• 인덕터: 주파수가 높아질수록 임피던스가 높아져 고주파를 차단

이 특성을 활용해 LPF(Low-Pass Filter), HPF(High-Pass Filter) 같은 필터 회로를 구성할 수 있습니다.
예를 들어, 커패시터를 이용한 하이패스 필터는 노이즈 제거,
인덕터를 이용한 로우패스 필터는 신호 정제에 널리 사용됩니다.

 

 

실제 회로에서의 활용 예시

• 커패시터: 디커플링, 바이패스, 타이밍 조정, 충·방전 지연 회로 등
• 인덕터: DC-DC 컨버터, 스위칭 전원, 노이즈 필터, 에너지 저장 회로 등

예를 들어 DC-DC 컨버터 회로에서는
스위칭으로 발생한 전류를 인덕터가 저장하고, 커패시터가 출력 전압을 안정화해줍니다.
둘이 함께 동작하며 전압 리플을 줄이고, 에너지 효율을 높이는 핵심 부품이 됩니다.

 

 

직관적인 회로 해석 – 눈에 보이지 않는 에너지를 다룬다

이 두 부품은 눈으로 보이지 않는 전기적 에너지의 흐름을 조절하는 기능을 하기 때문에,
처음 회로를 보는 사람에게는 이해하기 어렵게 느껴질 수 있습니다.

하지만 커패시터는 전압의 ‘완충지대’,
인덕터는 전류의 ‘관성 유지 장치’처럼 생각하면 회로 해석이 한결 쉬워집니다.
이런 개념을 이해하고 나면, 복잡한 회로도 전류와 전압이 ‘어디에서 저장되고 어떻게 흘러가는지’가 보이기 시작합니다.

 

회로 설계에서 선택 기준은?

커패시터와 인덕터는 목적에 따라 선택 기준이 완전히 달라집니다.

• 전압 안정화, 고주파 필터링, 잡음 제거 → 커패시터
• 전류 안정화, 에너지 저장, 고주파 차단 → 인덕터

회로가 요구하는 동작 속도, 부하의 특성, 외부 환경 조건(노이즈 유입 등)에 따라
적절한 부품을 선택해야 하고, 경우에 따라 두 부품을 조합해 사용하는 것이 가장 이상적인 경우도 많습니다.

 

 

실무에서 커패시터와 인덕터의 값은 어떻게 정할까?

이론적으로 커패시터와 인덕터는 단순한 공식으로 설명되지만,
실제 회로 설계에서는 수치 하나하나가 회로 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.

예를 들어, 디커플링 커패시터의 경우

• 고속 디지털 회로에는 0.1μF, 1μF, 10μF 등 다양한 값을 병렬로 배치해
• 고주파, 중주파, 저주파 노이즈를 각각 잡는 방식으로 사용됩니다.

인덕터도 마찬가지로, 스위칭 컨버터 회로에서는 임피던스와 주파수, 전류 용량까지 고려해
수 μH부터 수십 μH 단위까지 세밀하게 계산하고, 발열과 포화 특성도 함께 평가합니다.
즉, 단순한 “필터 부품”이 아니라, 회로의 성능을 조율하는 정밀한 부품으로 다뤄져야 합니다.

 

 

흔히 발생하는 회로 설계 실수

많은 초보 엔지니어들이 커패시터와 인덕터를 사용할 때
‘적당히 넣으면 안정화되겠지’라는 생각으로 값을 정하거나, 위치를 신경 쓰지 않는 실수를 범합니다.

하지만 커패시터는 전원 소자와 물리적으로 가까이 배치되지 않으면 디커플링 효과가 떨어지고,
인덕터는 배선 경로나 주변 부품 간 간섭에 따라 EMI 문제를 유발할 수 있습니다.

또한, 스위칭 주파수에 맞지 않는 인덕터를 사용하거나,
전압 리플이 과도하게 발생하는 경우 커패시터 용량 부족이 원인이 되는 경우도 많습니다.
이처럼 두 부품은 단순한 소자가 아니라, 설계자에게 디테일한 주의를 요구하는 핵심 요소임을 실무에서 자주 경험하게 됩니다.

 

 

가장 기초적인 부품이지만, 가장 많이 쓰인다

Capacitor와 Inductor는 전자 회로에서 빼놓을 수 없는 기본 중의 기본입니다.
하지만 그만큼 깊이 있게 이해해야 실무에서 정확하게 쓸 수 있는 부품이기도 합니다.

커패시터는 순간적인 전압 변화에 대응하는 탄성력,
인덕터는 전류의 흐름을 일정하게 유지시키는 관성력처럼 동작하며,
전자회로가 안정적으로 동작하도록 돕는 보이지 않는 안전장치 역할을 해줍니다.

이 두 부품의 차이와 특성을 정확히 이해하면,
단순한 회로도 더 명확하게 해석할 수 있고, 전원 설계의 실력을 한 단계 끌어올릴 수 있습니다.