Tärkein ero - kondensaattori vs. induktori

Kondensaattorit ja induktorit ovat molemmat piirikomponentteja, jotka vastustavat virtapiirien muutoksia. The tärkein ero kondensaattorin ja induktorin välillä on, että a kondensaattori varastoi energiaa sähkökentän muodossa kun taas induktori varastoi energiaa magneettikentän muodossa.

Mikä on kondensaattori

Kondensaattori on laite, joka voi varastoida energiaa sähkökentän muodossa. Yksinkertaisin kondensaattorin muoto koostuu kahdesta rinnakkain johtavasta levystä, jotka on erotettu eristeellä ("dielektrinen aine") niiden välissä.

Kondensaattorin rakenne

Kun kondensaattori on kytketty sähköpiiriin, ylimääräiset varaukset kerääntyvät kondensaattorin levyille. Nämä kaksi levyä saavat saman määrän vastakkaisia ​​varauksia. Tämän seurauksena levyjen poikki kehittyy sähkökenttä.

Kapasitanssi

määritellään varaussuhteeksi

tallennettu kondensaattorin levyyn potentiaalieroon

kondensaattorin poikki.

Jos rinnakkaisilla levyillä on pinta -ala

jokainen, ja ne on erotettu toisistaan ​​etäisyydellä

dielektrisellä, jonka läpäisevyys on

niiden välillä, sitten levyjen kapasitanssi annetaan

Energiaa

varastoidaan kondensaattoriin, jonka kapasitanssi on

kun sillä on potentiaalinen ero

sen kautta antaa:

Jos kondensaattori on kytketty sarjaan vastuksen kanssa tasavirtapiirissä, kun piiri kytketään päälle, virta kulkee. Kuitenkin varausten kerääntyessä kondensaattoreihin niiden välillä kehittyvä mahdollinen ero vastustaa virtaa ohjaavaa mahdollista eroa. Koska kondensaattorin potentiaaliero kasvaa, virta heikkenee eksponentiaalisesti ja lopulta virtaus lakkaa. Jos sen sijaan kondensaattori on kytketty vaihtovirtapiiriin, kapasitiivinen reaktanssi saa virran johtamaan emf.

Mikä on induktori

Induktori on laite, joka voi tallentaa energiaa magneettikentän muodossa. Yksinkertaisin induktorin muoto koostuu kelatusta johtimesta.

Useita erityyppisiä induktoreita

Kun induktori on kytketty sähköpiiriin, virta kulkee johtimen kelojen läpi. Koska magneettikentät muodostuvat liikkuvien varausten ympärille, magneettikenttä muodostuu kelan sisään. Jos magneettivuo kelan läpi on annettu

, ja jos kelalla on

kääntyy ja kelan ympärillä virtaava virta on

sitten induktanssi

antaa:

Magneettinen energia, joka on tallennettu induktanssiin induktoriin

kantaa virtaa

antaa:

Jos induktori on kytketty tasavirtapiiriin sarjaan vastuksen kanssa, kun piiri kytketään päälle ja virta alkaa virrata induktorin käämeissä, käämin magneettivuo muuttuu. Faradayn ja Lenzin lakien mukaan induktorin yli kehittyy EMF, joka vastustaa kasvavaa virtausta. Vastustus on voimakkaampi, kun kytkin on juuri päällä, mutta heikkenee, kun virran muutosnopeus pienenee. Lopulta piirissä virtaa tasainen virta. Jos tasavirtapiiri kytketään pois päältä, kun induktorin käämien läpi kulkeva virta laskee, magneettikentän muutosnopeus käämissä on jälleen, joten induktorin tulisi vastustaa virran pienenemistä. Alla olevassa kuvassa näkyy, miten nämä virran muutokset tapahtuvat:

Tasavirtapiirin induktori

Kun induktori on kytketty vaihtovirtapiiriin, induktiivinen reaktanssi aiheuttaa virran jäämisen jälkeen EMF: stä.

Ero kondensaattorin ja induktorin välillä

Energia varasto:

Kondensaattorit varastoi energiaa sähkökentän muodossa.

Induktorit varastoi energiaa magneettikenttien muodossa.

Kondensaattorin ja induktorin ominaisuudet:

DC -piirissä:

Kun kondensaattori lisätään sarjaan DC -piirin vastuksen kanssa ja piiri kytketään päälle, virta on aluksi suuri, mutta laskee sitten nollaan eksponentiaalisesti.

Kun an induktori lisätään sarjaan DC -piirin vastuksen kanssa ja piiri kytketään päälle, aluksi virta on pieni, mutta virta kasvaa ajan myötä.

AC -piirissä:

Kun kondensaattori lisätään AC -piiriin, se saa virran johtamaan EMF: n.

Jos induktori lisätään vaihtovirtapiiriin, se tekee virran jäljessä EMF: stä.

Nykyinen:

Ei virtaa a kondensaattorin levyt.

Kuitenkin virta kulkee kelojen läpi induktori.

Kuva:

“Kaavio rinnakkaislevykondensaattorista, jossa on dielektrinen välikappale…”, Papa November (itse tehty SVG-versio kuvasta: Dielectric.png, sisältäen Image: Capacitor schematic.svg). [CC BY-SA 3.0], kautta Wikimedia Commons

”Elektroninen komponentti-erilaiset pienet induktorit” (valokuva) [CC BY-SA 3.0], Wikimedia Commonsin kautta