Kondensatorių ir induktorių skirtumas

Kas yra kondensatoriai?

Kondensatoriai yra elektriniai komponentai, panašūs į rezistorius ir induktorius, kurie kliudo srovei grandinėje. Tačiau skirtingai nuo rezistoriaus, kuris išsklaido srovę, kondensatorius kaupia energiją, kad būtų išsaugota grandinėje esanti įtampa. Kondensatoriai energijai kaupti naudoja elektrinį lauką.

Kas yra induktoriai?

Kaip ir kondensatoriai, induktyvumo induktoriai yra elektriniai komponentai, naudojami grandinėje siekiant kliudyti srovės pokyčiams arba išfiltruoti tam tikrus dažnius. Induktorius kaupia energiją magnetiniame lauke, kuris išsaugo srovę visoje grandinėje.

Kondensatorių ir induktorių skirtumai

1. Fizinis kondensatorių ir induktorių projektavimas

Kondensatoriai turi dvi laidžias plokšteles, kurias paprastai skiria dielektrinė medžiaga, kuri naudojama kaip izoliatorius. Teoriškai oro tarpas gali atskirti plokštes, tačiau ši konstrukcija yra ypač neveiksminga dėl energijos nuostolių. Įprasti kondensatorių tipai yra šie:

• Keraminiai kondensatoriai
• Tantalo kondensatoriai
• Elektrolitiniai kondensatoriai

Induktorius yra tiesiog viela, beveik visada suvyniota, su dviem gnybtais. Induktoriai gali būti sujungti, gali turėti specialų korpusą ir ritės viduje gali būti skirtingų pagrindinių medžiagų. Mažiausi induktoriai paprastai būna daug didesni nei mažiausi kondensatoriai, nes suvyniota viela užima daug daugiau vietos nei ploni kondensatoriaus plokštelių sluoksniai. Tačiau ant paviršiaus montuojami induktoriai tapo daug mažesni, kad tilptų mažus prietaisus, tokius kaip mobilieji telefonai. Kai kurie tipiški induktorių tipai yra šie:

• Daugiasluoksniai induktoriai
• Sujungti induktoriai
• Formuoti induktoriai
• RF induktoriai
• Droseliai
• Paviršiaus tvirtinimo induktoriai

2. Kondensatorių laikymo lauko tipas, palyginti su induktoriais

Kondensatoriai kaupia energiją elektriniame lauke.

Induktoriai kaupia energiją magnetiniame lauke.

3. Įtampa ir srovė

Kondensatoriuje energija apskaičiuojama pagal įtampą. Įtampa nustatoma kaip potencialios energijos skirtumas tarp dviejų atskirtų plokštelių. Kondensatorius atsparus įtampos pokyčiams kaupia energiją plokščių ir tarpo sukurtame elektriniame lauke. Kai grandinė teka srove, krūviai kaupiasi ant kondensatoriaus plokštelių. Todėl įtampa negali greitai pasikeisti visame kondensatoriuje.

• Srovė negali praeiti pro kondensatoriaus plokšteles.

Induktoriuje energija apskaičiuojama pagal srovę. Induktorius atsparus srovės pokyčiams grandinėje. Kai per induktorių teka nuolatinė srovė, sukuriamas magnetinis laukas. Kaip magnetinio lauko savybė, staiga padidėjus ar sumažėjus srovei, srovė magnetiniame lauke pasikeis priešinga kryptimi. Tai priešinasi grandinės srovės pokyčiams arba juos apsunkina. Induktorius neleidžia srovei akimirksniu pasikeisti.

• Srovė gali praeiti per induktoriaus laidą, tačiau ji sukuria magnetinį lauką.

4. Kintamos ir nuolatinės srovės

Jei į grandinę su kondensatoriumi ir rezistoriumi įvedama kintamoji srovė, įtampa (arba EMF) atsiliks nuo srovės (priklauso nuo talpos ir dažnio), nes kondensatorius priešinasi įtampos pokyčiams. Jei vietoj jo bus naudojama nuolatinė grandinė, srovė pradės tekėti ir sumažės iki 0. Tokiu atveju kondensatoriaus krūvis kaupiasi tol, kol srovė tęsiasi tol, kol potencialo skirtumas kondensatoriuje yra per didelis, kad būtų priešinga srovės jėga..

Jei grandinei su induktoriumi ir rezistoriumi taikoma kintamoji srovė, srovė atsiliks nuo įtampos (priklauso nuo induktyvumo ir dažnio), nes induktorius atsparus srovės pokyčiams. Naudojant nuolatinę srovę, srovė pradės veikti žemai ir padidės iki pastovios būklės, atvirkščiai kondensatoriui. Tai įvyksta todėl, kad magnetinis laukas induktoriuje priešinasi staigiam srovės pokyčiui, kuris įvyksta, kai įjungiama nuolatinė srovė. Išjungus srovę, magnetinis laukas vėl priešinsis pokyčiams.

5. Kondensatorių ir induktorių dažniai

Kondensatoriai yra geriausi aukšto dažnio signalams praleisti. Jie gali būti naudojami blokuoti žemo dažnio signalus ar triukšmą. Kondensatoriaus dydis gali pakeisti filtruojamų dažnių diapazoną, o skirtingų dydžių kondensatoriai gali būti derinami.

Induktoriai geriausiai veikia žemo lygio dažniais ir filtruoja aukšto dažnio signalus bei virpesius. Induktoriai gali būti naudojami kartu su kondensatoriais, siekiant apriboti dažnių diapazoną grandinėje.

6. Kondensatorių ir induktorių pritaikymas

Kadangi kondensatoriai gerai veikia dideliais dažniais, jie dažniausiai naudojami aukštos įtampos maitinimo šaltiniuose, kur jie gali filtruoti triukšmą. Tradiciškai jie buvo naudojami tais atvejais, kai prireikė labai didelių talpos ir galios lygių, pavyzdžiui, radare. Jie taip pat naudojami elektronikai, pavyzdžiui, radijo imtuvams, kurie naudoja svyruojančius signalus, kuriuose viena kondensatoriaus plokštelė gali išsikrauti, o kita - iškart įkrauti. Kondensatoriai taip pat paprastai dedami šalia mikroschemų, kad blokuotų nuolatinės srovės signalų trukdžius; šiuo atveju jie yra atjungimo kondensatoriai.

Induktoriai yra populiarūs daugelyje šiuolaikinės elektronikos ir prietaisų. Televizoriai, radijo imtuvai ir žvakės yra kasdienis naudojamas induktoriams. Tais atvejais, kai svarbūs dažniai ar rezonansas, induktoriai gali būti sujungti su kondensatoriais ir rezistoriais, kad sustiprintų ar apribotų grandinės virpesius. Tradiciniai induktyvumo induktoriai paprastai yra per dideli, kad būtų galima naudoti su šiuolaikinėmis mikroschemomis, tačiau ant paviršiaus montuojami induktyvumo induktoriai yra gaminami pakankamai maži, kad atitiktų šiuolaikinę elektroniką. Kiti induktorių tipai turi papildomų galimybių, pavyzdžiui, sujungtų induktorių naudojimas transformatoriuose.

Kondensatorių ir induktorių skirtumų lentelė

Funkcija	Kondensatorius	Induktorius
Sandėliavimo laukas	Elektrinis laukas	Magnetinis laukas
Atsparus įtampai ar srovei	Įtampa	Dabartinis
Veda srovę	Ne	Taip
Kintamoji srovė	Įtampos atsilikimas	Dabartiniai atsilikimai
Nuolatinė srovė	Dabartinis mažėjimas bėgant laikui	Dabartinis laikui bėgant didėja
Geriausias laidumo dažnis	Aukšti dažniai	Žemi dažniai

Kondensatorių ir induktorių suvestinė

• Kondensatoriai ir induktoriai yra panašūs elektriniai komponentai, kurie kliudo srovei grandinėje; skirtingai nei rezistorius, jie kaupia energiją, o ne ją išsklaido.
• Kondensatorius kaupia energiją elektriniame lauke, o induktorius kaupia energiją magnetiniame lauke.
• Kondensatoriai atlaiko įtampos pokyčius, o srovė pro juos nepraeina; induktoriai priešinasi srovės ir elgesio pokyčiams.
• Kondensatoriai geriausiai veikia esant aukštam dažniui, o induktyvumo jutikliai - geriausiai žemiems dažniams; juos galima sujungti, norint išfiltruoti nepageidaujamus signalus ar dažnius.