Kondensaatorite ja induktorite erinevus

Mis on kondensaatorid??

Kondensaatorid on takistidele ja induktiivpoolidele sarnased elektrilised komponendid, mis takistavad vooluahelas voolu. Erinevalt voolu hajutavast takistist salvestab kondensaator vooluahela pinge säilitamiseks energiat. Kondensaatorid kasutavad energia salvestamiseks elektrivälja.

Mis on induktorid?

Sarnaselt kondensaatoritele on ka induktiivpoolid elektrilised komponendid, mida vooluringis kasutatakse voolu muutuste takistamiseks või teatud sageduste filtreerimiseks. Induktor salvestab energiat magnetväljas, mis säilitab voolu kogu vooluringis.

Kondensaatorite ja induktorite erinevused

1. Kondensaatorite ja induktorite füüsiline disain

Kondensaatoritel on kaks juhtivat plaati, mis on tavaliselt eraldatud dielektrilise materjaliga, mis toimib isolaatorina. Teoreetiliselt võib õhupilu plaate eraldada, kuid see disain on energiakao tõttu äärmiselt ebaefektiivne. Levinumad kondensaatoritüübid hõlmavad:

• Keraamilised kondensaatorid
• Tantaalkondensaatorid
• Elektrolüütilised kondensaatorid

Induktor on lihtsalt kahe klemmiga peaaegu alati keritud traat. Induktorid võivad olla ühendatud, neil võib olla spetsiaalne korpus ja mähises võivad olla erinevad südamikumaterjalid. Väikseimad induktiivpoolid kipuvad olema palju suuremad kui väikseimad kondensaatorid, kuna mähitud juhe võtab palju rohkem ruumi kui kondensaatori plaatide õhukesed kihid. Pinnale paigaldatavad induktiivpoolid on aga palju väiksemaks muutunud, et need sobiksid väikestele seadmetele nagu mobiiltelefonid. Mõned tüüpilised induktiivpoolid hõlmavad järgmist:

• Mitmekihilised induktiivpoolid
• Sidestatud induktiivpoolid
• Valatud induktiivpoolid
• RF-induktiivpoolid
• Drosselid
• Pinnapealsed induktiivpoolid

2. Kondensaatorite salvestusvälja tüüp vs induktiivpoolid

Kondensaatorid salvestavad energiat elektriväljas.

Induktorid salvestavad energiat magnetväljas.

3. Pinge vs vool

Kondensaatoris arvutatakse energia pinge järgi. Pinge määratakse potentsiaalse energia erinevusena kahe eraldatud plaadi vahel. Kondensaator peab vastu pinge muutustele, salvestades plaatide ja tühiku poolt loodud elektriväljas energiat. Kui vooluahelale rakendatakse voolu, kogunevad kondensaatori plaatidele laengud. Seetõttu ei saa pinge kondensaatori korral kohe muutuda.

• Vool ei saa üle kondensaatori plaatide.

Induktoris arvutatakse energia voolu järgi. Induktor takistab vooluringi muutusi vooluringis. Kui induktiivpool läbib konstantse voolu, tekib magnetväli. Magnetvälja omadusena, kui voolutugevus järsult suureneb või väheneb, muutub magnetväljas olev vool vastupidises suunas. See takistab voolu muutumist vooluringis või takistab seda. Induktor takistab voolu hetkest muutumist.

• Vool võib läbida induktiivpooli traati, kuid see tekitab magnetvälja.

4. Vahelduv- ja alalisvoolud

Kui kondensaatori ja takistiga vooluringile rakendatakse vahelduvvoolu, jääb pinge (või EMF) voolust maha (sõltuvalt mahtuvusest ja sagedusest), kuna kondensaator peab vastu pinge muutustele. Kui selle asemel rakendatakse alalisvooluahelat, algab vool suureks ja väheneb nullini. Sel juhul akumuleerub kondensaatori laeng voolu jätkudes, kuni potentsiaalne erinevus kondensaatoris on liiga suur, kui voolu vastassuunaline jõud.

Kui induktiivpooli ja takistiga vooluringile rakendatakse vahelduvvoolu, jääb vool pingest maha (sõltub induktiivsusest ja sagedusest), kuna induktiivpool takistab voolu muutusi. Kui alalisvoolu rakendatakse, algab vool madalal ja suureneb kondensaatori pöördväärtusena püsiseisundisse. See juhtub seetõttu, et induktiivpooli magnetväli peab vastu voolu järsule muutusele, mis toimub alalisvoolu sisselülitamisel. Voolu väljalülitamisel peab magnetväli muutustele vastu.

5. Kondensaatorite ja induktiivpoolide sagedused

Kondensaatorid on parimad kõrgsagedussignaalide juhtimiseks. Neid saab kasutada madala sagedusega signaalide või müra blokeerimiseks. Kondensaatori suurus võib muuta filtritud sageduste vahemikku ning erineva suurusega kondensaatoreid saab kombineerida.

Induktorid töötavad kõige paremini madalatel sagedustel ning filtreerivad välja kõrgsagedussignaalid ja võnkumised. Induktoreid saab kasutada koos kondensaatoritega, et piirata vooluahela sageduste vahemikku.

6. Kondensaatorite ja induktiivpoolide rakendused

Kuna kondensaatorid töötavad hästi ka kõrgetel sagedustel, kasutatakse neid tavaliselt kõrgepingeallikates, kus nad saavad müra välja filtreerida. Traditsiooniliselt on neid kasutatud olukordades, kus on vaja väga suuri mahtuvus- ja võimsustaset, näiteks radarites. Neid kasutatakse ka elektroonikas, näiteks raadiosides, mis kasutavad võnkuvaid signaale, kus üks kondensaatori plaat saab tühjaks ja teine ​​saab kohe laadida. Kondensaatorid paigutatakse tavaliselt mikrokiipide kõrvale ka alalisvoolu signaalide häirete blokeerimiseks; sel juhul on tegemist kondensaatorite eraldamisega.

Induktorid on populaarsed paljudes kaasaegsetes elektroonikates ja seadmetes. Kõik telerid, raadiod ja süüteküünlad on induktiivpoolide jaoks igapäevaseks kasutamiseks. Olukordades, kus sagedused või resonants on olulised, saab induktiivvoolu ahela võnkumiste võimendamiseks või piiramiseks induktiivpoolid ühendada kondensaatorite ja takistitega. Traditsioonilised induktiivpoolid on moodsate mikrokiipidega kasutamiseks tavaliselt liiga suured, kuid pinnale paigaldatavaid induktiivpoolid toodetakse tänapäeva elektroonika jaoks piisavalt väikestena. Teistel induktoritüüpidel on lisavõimalusi, näiteks ühendatud induktiivpoolide kasutamine trafodes.

Kondensaatorite ja induktorite erinevuste tabel

Tunnusjoon	Kondensaator	Induktor
Salvestusväli	Elektriväli	Magnetväli
Talub pinget või voolu	Pinge	Praegune
Juhib voolu	Ei	Jah
Vahelduvvool	Pinge mahajäämus	Praegune mahajäämus
Alalisvool	Praegune langus aja jooksul	Praegune aja jooksul suureneb
Parim dirigeerimise sagedus	Kõrgsagedused	Madalad sagedused

Kondensaatorite ja induktorite kokkuvõte

• Kondensaatorid ja induktiivpoolid on sarnased elektrilised komponendid, mis takistavad vooluahelas voolu; erinevalt takistist salvestavad nad energiat hajumise asemel.
• Kondensaator salvestab energiat elektriväljas, induktiivpool aga salvestab energiat magnetväljas.
• Kondensaatorid peavad vastu pinge muutustele ja vool ei läbi neid; induktiivpoolid peavad vastu voolu ja käitumise muutustele.
• Kondensaatorid töötavad kõige paremini kõrgetel sagedustel ja induktiivpoolid töötavad kõige paremini madalatel sagedustel; neid saab soovimatute signaalide või sageduste välja filtreerimiseks kombineerida.