Atšķirība starp induktivitāti un kapacitāti

Galvenā atšķirība - induktivitāte un kapacitāte
 

Induktivitāte un kapacitāte ir RLC ķēžu galvenās īpašības. Induktorus un kondensatorus, kas attiecīgi saistīti ar induktivitāti un kapacitāti, parasti izmanto viļņu formas ģeneratoros un analogos filtros. Galvenā atšķirība starp induktivitāti un kapacitāti ir tā induktivitāte ir strāvu nesoša vadītāja īpašība, kas ap vadītāju rada magnētisko lauku tā kā kapacitāte ir ierīces īpašums elektrisko lādiņu turēšanai un glabāšanai.

SATURS
1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir induktivitāte
3. Kas ir kapacitāte
4. Salīdzinājums blakus - induktivitāte un kapacitāte
5. Kopsavilkums

Kas ir induktivitāte?

Induktivitāte ir “elektriskā vadītāja īpašums, ar kuru strāvas izmaiņas caur to izraisa elektromotora spēku pašā vadītājā”. Kad vara stieple tiek ietīta ap dzelzs serdi un abas spoles malas ir novietotas uz akumulatora spailēm, spoles mezgls kļūst par magnētu. Šī parādība rodas induktivitātes īpašību dēļ.

Indukcijas teorijas

Ir vairākas teorijas, kas apraksta strāvu nesoša vadītāja izturību un induktivitātes īpašības. Viena fiziķa Hansa Kristiana Ørsteda izgudrotā teorija apgalvo, ka magnētiskais lauks B rodas ap vadītāju, kad tam iziet pastāvīga strāva I. Mainoties strāvai, mainās arī magnētiskais lauks. Rstrsta likums tiek uzskatīts par pirmo savienojumu starp elektrību un magnētismu. Kad strāva plūst prom no novērotāja, magnētiskā lauka virziens ir pulksteņrādītāja virzienā.

01. attēls: Oersteda likums

Saskaņā ar Faraday indukcijas likums, mainīgs magnētiskais lauks inducē elektromotora spēku (EML) tuvējos vadītājos. Šīs magnētiskā lauka izmaiņas ir saistītas ar vadītāju, tas ir, vai nu lauks var mainīties, vai arī vadītājs var pārvietoties pa vienmērīgu lauku. Tas ir vissvarīgākais elektrisko ģeneratoru pamats.

Trešā teorija ir Lenca likums, kas norāda, ka radītais EML vadītājā iebilst pret magnētiskā lauka izmaiņām. Piemēram, ja vadošais vads ir ievietots magnētiskajā laukā un ja lauks ir samazināts, saskaņā ar Faradeja likumu vadītājā tiek inducēta EML virzienā, kurā indukētā strāva rekonstruēs samazinātu magnētisko lauku. Ja mainās ārējais magnētiskais lauks dφ būvē, EMF (ε) izraisīs pretējā virzienā. Šīs teorijas ir pamatotas daudzās ierīcēs. Šo EML indukciju pašā vadītājā sauc par spoles pašinduktivitāti, un strāvas variācija spolē varētu izraisīt strāvu arī citā tuvumā esošā vadītājā. To sauc par savstarpēju induktivitāti.

ε = -dφ / dt

Šeit negatīvā zīme norāda uz EMG pretestību magnētiskā lauka izmaiņām.

Indukcijas un pielietojuma vienības

Induktivitāti mēra Henrijā (H), SI vienībā, kas nosaukta pēc Džozefa Henrija, kurš patstāvīgi atklāja indukciju. Induktivitāte tiek atzīmēta kā “L” elektriskās ķēdēs pēc Lenca vārda.

Sākot ar klasisko elektrisko zvaniņu un beidzot ar mūsdienu bezvadu enerģijas pārneses metodēm, indukcija ir bijis daudzu jauninājumu pamatprincips. Kā minēts šī raksta sākumā, elektriskajiem zvaniņiem un relejiem izmanto vara spirāles magnetizāciju. Relejs tiek izmantots lielu strāvu pārslēgšanai, izmantojot ļoti mazu strāvu, kas magnetizē spoli, kas piesaista lielās strāvas slēdža polu. Vēl viens piemērs ir ieslēgšanas slēdzis vai paliekošās strāvas pārtraucējs (RCCB). Tur strāvas un neitrālie barošanas vadi tiek izvadīti caur atsevišķām spolēm, kurām ir viena un tā pati serde. Normālā stāvoklī sistēma ir līdzsvarota, jo pašreizējā un neitrālā strāva ir vienāda. Pie pašreizējās noplūdes mājas ķēdē strāva divās spolēs būs atšķirīga, padarot nesabalansētu magnētisko lauku kopīgajā kodolā. Tādējādi slēdža stabs piesaista serdi, pēkšņi atvienojot ķēdi. Turklāt varētu minēt vairākus citus piemērus, piemēram, transformators, RF-ID sistēma, bezvadu enerģijas uzlādes metode, indukcijas plītis utt..

Induktori arī nevēlas pēkšņas straumju izmaiņas to ietekmē. Tāpēc augstfrekvences signāls neiziet caur induktoru; tikai lēnām mainās komponenti. Šī parādība tiek izmantota, izstrādājot zemas caurlaides analogo filtru shēmas.

Kas ir kapacitāte?

Ierīces kapacitāte mēra spēju turēt tajā elektrisko lādiņu. Pamata kondensators sastāv no divām plānām metāla materiāla plēvēm un starp tām iestiprināta dielektriska materiāla. Kad abām metāla plāksnēm tiek pielietots pastāvīgs spriegums, tām tiek uzlikti pretēji lādiņi. Šīs maksas saglabāsies pat tad, ja tiks noņemts spriegums. Turklāt, ja ir novietota pretestība R, kas savieno abas uzlādētā kondensatora plāksnes, kondensators izlādējas. Kapacitāte C no ierīces tiek definēta kā attiecība starp lādiņu (Q) tas tur un pielietoto spriegumu, v, to uzlādēt. Kapacitāti mēra ar Farads (F).

C = Q / v

Laiks, kas nepieciešams kondensatora uzlādēšanai, tiek mērīts ar laika konstanti, kas izteikta: R x C. Šeit R ir pretestība lādēšanas ceļa garumā. Laika konstante ir laiks, kas kondensatoram jāuzlādē 63% no tā maksimālās jaudas.

Kapacitātes un pielietojuma īpašības

Kondensatori nereaģē uz pastāvīgām strāvām. Uzlādējot kondensatoru, strāva caur to mainās, līdz tā ir pilnībā uzlādēta, bet pēc tam strāva neiziet gar kondensatoru. Tas notiek tāpēc, ka dielektriskais slānis starp metāla plāksnēm padara kondensatoru par “izslēgšanas slēdzi”. Tomēr kondensators reaģē uz mainīgām strāvām. Līdzīgi kā maiņstrāva, maiņstrāvas sprieguma maiņa varētu vēl vairāk uzlādēt vai izlādēt kondensatoru, padarot to par “ieslēgtu” maiņstrāvas spriegumu. Šis efekts tiek izmantots, lai izstrādātu augstas caurlaides analogos filtrus.

Turklāt ir arī negatīva ietekme uz kapacitāti. Kā minēts iepriekš, lādiņi, kas nes strāvu vadītājos, veido kapacitāti starp otru, kā arī tuvumā esošajiem objektiem. Šo efektu sauc par klaiņojošā kapacitāte. Elektroenerģijas pārvades līnijās izkliedētā kapacitāte var rasties starp katru līniju, kā arī starp līnijām un zemi, nesošajām konstrukcijām utt. Lielo straumju dēļ, kuras tās pārnēsā, šis klaiņojošais efekts ievērojami ietekmē enerģijas zudumus elektropārvades līnijās..

Attēls 02: Paralēlais plāksnes kondensators

 Kāda ir atšķirība starp induktivitāti un kapacitāti?

Induktivitāte pret kapacitāti
Induktivitāte ir strāvu nesošu vadītāju īpašība, kas ap vadītāju rada magnētisko lauku.	Kapacitāte ir ierīces spēja uzglabāt elektriskos lādiņus.
Mērīšana
Induktivitāti mēra Henrijs (H), un to simbolizē kā L.	Kapacitāte tiek mērīta ar fāzēm (F) un tiek simbolizēta kā C.
Ierīces
Elektriskā sastāvdaļa, kas saistīta ar induktivitāti, ir pazīstama kā induktori, kas parasti tinās ar serdi vai bez serdes.	Kapacitāte ir saistīta ar kondensatoriem. Ķēdēs tiek izmantoti vairāki kondensatoru veidi.
Uzvedība mainoties spriegumam
Induktoru reakcija uz lēnām mainīgiem spriegumiem. Augstas frekvences maiņstrāvas spriegums nevar iziet cauri induktoriem.	Zemfrekvences maiņstrāvas spriegumi nevar iziet cauri kondensatoriem, jo ​​tie darbojas kā šķērslis zemām frekvencēm.
Izmantojiet kā filtrus
Zemas caurlaidības filtros dominējošā sastāvdaļa ir induktivitāte.	Caurlaidība ir dominējošā sastāvdaļa augstfrekvences filtros.

Kopsavilkums - induktivitāte pret kapacitāti

Induktivitāte un kapacitāte ir divu dažādu elektrisko komponentu neatkarīgas īpašības. Kamēr induktivitāte ir strāvu nesoša vadītāja īpašība, lai izveidotu magnētisko lauku, kapacitāte ir ierīces spējas mērīt elektriskās lādiņas. Abas šīs īpašības tiek izmantotas dažādās lietojumprogrammās kā pamats. Tomēr tie kļūst par neizdevīgiem arī enerģijas zudumu ziņā. Indukcijas un kapacitātes reakcija uz mainīgām strāvām norāda uz pretēju izturēšanos. Atšķirībā no induktoriem, kas iziet lēnām mainīgus maiņstrāvas spriegumus, kondensatori bloķē lēnas frekvences spriegumus, kas iet caur tiem. Šī ir atšķirība starp induktivitāti un kapacitāti.

Atsauce:
1.Sīrss, F. W., un Zemansky, M. W. (1964). Universitātes fizika. Čikago
2.Iespēja. (n.d.). Saņemts 2017. gada 30. maijā no vietnes http://www.physbot.co.uk/capacitance.html
3.Elektromagnētiskā indukcija. (2017. gads, 03. maijs). Saņemts 2017. gada 30. maijā no https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_induction#Faraday.27s_law_of_induction_and_Lenz.27s_law

Attēla pieklājība:
1. Lietotāja “Elektromagnētisms”: Stannered - Attēls: Electromagnetism.png (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. “Parallel plate kondensators” Ar induktīvo slodzi - savs zīmējums (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia