Atšķirība starp kondensatoriem un induktoriem

Kas ir kondensatori??

Kondensatori ir elektriskas sastāvdaļas, līdzīgas rezistoriem un induktoriem, kas kavē strāvu ķēdē. Tomēr atšķirībā no rezistora, kas izkliedē strāvu, kondensators uzkrāj enerģiju, lai saglabātu spriegumu ķēdē. Kondensatori enerģijas uzkrāšanai izmanto elektrisko lauku.

Kas ir induktori?

Tāpat kā kondensatori, induktori ir elektriski komponenti, kas tiek izmantoti ķēdē, lai kavētu strāvas izmaiņas vai filtrētu noteiktas frekvences. Induktors uzkrāj enerģiju magnētiskajā laukā, kas saglabā strāvu visā ķēdē.

Kondensatoru un induktoru atšķirības

1. Kondensatoru un induktoru fiziskais dizains

Kondensatoriem ir divas vadošas plāksnes, kuras parasti atdala dielektrisks materiāls, kas kalpo kā izolators. Teorētiski gaisa sprauga var atdalīt plāksnes, taču šī konstrukcija ir ārkārtīgi neefektīva enerģijas zudumu dēļ. Pie izplatītākajiem kondensatoru veidiem pieder:

• Keramikas kondensatori
• Tantala kondensatori
• Elektrolītiskie kondensatori

Induktors ir vienkārši vads, gandrīz vienmēr satīts, ar diviem spailēm. Induktorus var savienot, tiem var būt īpašs korpuss, un spolē var būt dažādi serdes materiāli. Mazākie induktori parasti ir daudz lielāki nekā mazākie kondensatori, jo satītie stieples aizņem daudz vairāk vietas nekā kondensatora plākšņu plānie slāņi. Tomēr virsmas stiprinājuma induktori ir kļuvuši daudz mazāki, lai ietilptu mazās ierīcēs, piemēram, mobilajos tālruņos. Daži tipiski induktoru veidi ir:

• Daudzslāņu induktori
• Saistīti induktori
• Formēti induktori
• RF induktori
• Droses
• Virsmas stiprinājuma induktori

2. Kondensatoru uzglabāšanas lauka tips pret induktoriem

Kondensatori uzkrāj enerģiju elektriskajā laukā.

Induktori uzkrāj enerģiju magnētiskajā laukā.

3. Spriegums pret strāvu

Kondensatorā enerģiju aprēķina sprieguma izteiksmē. Spriegumu nosaka kā potenciālās enerģijas starpību starp divām atdalītajām plāksnēm. Kondensators pretojas sprieguma izmaiņām, uzkrājot enerģiju plātņu un spraugas radītajā elektriskajā laukā. Tā kā ķēdei tiek pielietota strāva, uz kondensatora plāksnēm uzkrājas lādiņi. Tāpēc spriegums kondensatorā nevar mainīties uzreiz.

• Strāva nevar iziet cauri kondensatora plāksnēm.

Induktorā enerģiju aprēķina pēc strāvas. Induktors pretojas strāvas izmaiņām ķēdē. Kad caur induktoru tiek palaista pastāvīga strāva, tiek izveidots magnētiskais lauks. Kā magnētiskā lauka īpašība, kad strāva pēkšņi palielinās vai samazinās, magnētiskajā laukā esošā strāva mainīsies pretējā virzienā. Tas pretojas vai kavē strāvas maiņu visā ķēdē. Induktors kavē strāvas tūlītēju maiņu.

• Caur induktora vadu var iziet strāva, bet tā radīs magnētisko lauku.

4. Maiņstrāvas un līdzstrāvas strāvas

Ja ķēdei ar kondensatoru un rezistoru tiek pielietota maiņstrāva, spriegums (vai EML) atpaliks no strāvas (atkarīgs no kapacitātes un frekvences), jo kondensators pretojas sprieguma izmaiņām. Ja tā vietā tiek piemērota līdzstrāvas ķēde, strāva sāksies liela un saruks līdz 0. Šajā gadījumā kondensatora uzlāde uzkrājas, strāvai turpinoties, līdz potenciālā starpība kondensatora iekšienē ir pārāk liela, lai strāvai būtu pretējs spēks..

Ja ķēdei ar induktoru un rezistoru tiek pielietota maiņstrāva, strāva atpaliks no sprieguma (atkarīga no induktivitātes un frekvences), jo induktors pretojas strāvas izmaiņām. Ja tiek pielietota līdzstrāva, strāva sāk darboties zema un palielinās līdz vienmērīgam stāvoklim kā apgriezta kondensatoram. Tas notiek tāpēc, ka magnētiskais lauks induktorā pretojas pēkšņām strāvas izmaiņām, kas notiek, kad ieslēdzas līdzstrāvas strāva. Kad strāva tiek izslēgta, magnētiskais lauks atkal pretosies izmaiņām.

5. Kondensatoru un induktoru frekvences

Kondensatori ir vislabākie augstas frekvences signālu vadīšanai. Tos var izmantot, lai bloķētu zemfrekvences signālus vai troksni. Kondensatora izmērs var mainīt filtrēto frekvenču diapazonu, un dažādu izmēru kondensatorus var kombinēt.

Induktori vislabāk darbojas zemas frekvences un filtrē augstfrekvences signālus un svārstības. Induktorus var izmantot vienlaikus ar kondensatoriem, lai ierobežotu frekvenču diapazonu ķēdē.

6. Kondensatoru un induktoru pielietojumi

Tā kā kondensatori labi darbojas augstās frekvencēs, tos parasti izmanto augstsprieguma barošanas avotos, kur tie var izfiltrēt troksni. Parasti tos izmanto situācijās, kad nepieciešami ļoti lieli kapacitātes un jaudas līmeņi, piemēram, radarā. Tos izmanto arī elektronikā, piemēram, radioaparātos, kuri izmanto svārstīgus signālus, kuros viena kondensatora plāksne var izlādēties, bet otra - uzreiz uzlādēt. Kondensatori parasti tiek novietoti blakus mikroshēmām, lai bloķētu līdzstrāvas signālu traucējumus; šajā gadījumā tie ir kondensatoru atvienošana.

Induktori ir populāri visdažādākajās mūsdienu elektronikā un ierīcēs. Televizori, radioaparāti un aizdedzes sveces ir induktoru ikdienas lietojums. Situācijās, kad svarīgas ir frekvences vai rezonanse, induktorus var kombinēt ar kondensatoriem un rezistoriem, lai pastiprinātu vai ierobežotu svārstības ķēdē. Tradicionālie induktori parasti ir pārāk lieli, lai tos izmantotu ar modernām mikroshēmām, bet virsmas montēšanas induktori tiek ražoti pietiekami mazi, lai tos varētu izmantot mūsdienu elektronika. Citiem induktoru veidiem ir papildu iespējas, piemēram, savienotu induktoru izmantošana transformatoros.

Kondensatoru un induktoru atšķirību tabula

Iezīme	Kondensators	Induktors
Uzglabāšanas lauks	Elektriskais lauks	Magnētiskais lauks
Iztur spriegumu vai strāvu	spriegums	Pašreizējais
Vada strāvu	Nē	Jā
Maiņstrāva	Sprieguma kritumi	Pašreizējie kavējumi
Līdzstrāva	Pašreizējie laika gaitā samazinās	Pašreizējie laika gaitā palielinās
Vislabākā diriģēšanas frekvence	Augstas frekvences	Zemas frekvences

Kopsavilkums par kondensatoriem un induktoriem

• Kondensatori un induktori ir līdzīgas elektriskas sastāvdaļas, kas kavē strāvu ķēdē; atšķirībā no rezistora, tie uzkrāj enerģiju, nevis to izkliedē.
• Kondensators uzkrāj enerģiju elektriskajā laukā, savukārt induktors uzglabā enerģiju magnētiskajā laukā.
• Kondensatori pretojas sprieguma izmaiņām, un strāva tām neiziet; induktori pretojas strāvas un izturības izmaiņām.
• Kondensatori vislabāk darbojas augstās frekvencēs, un induktori darbojas vislabāk zemās frekvencēs; tos var apvienot, lai filtrētu nevēlamus signālus vai frekvences.