Forskel mellem kondensatorer og induktorer

Hvad er kondensatorer?

Kondensatorer er elektriske komponenter, der ligner modstande og induktorer, der hindrer strømmen i et kredsløb. I modsætning til en modstand, der afleder strøm, lagrer en kondensator imidlertid energi for at bevare spændingen i kredsløbet. Kondensatorer bruger et elektrisk felt til at lagre energi.

Hvad er induktorer?

Ligesom kondensatorer er induktorer elektriske komponenter, der bruges i et kredsløb til at hindre ændringer i strømmen eller filtrere ud bestemte frekvenser. En induktor lagrer energi i et magnetfelt, der bevarer strøm på tværs af kredsløbet.

Forskelle mellem kondensatorer og induktorer

Fysisk design af kondensatorer kontra induktorer

Kondensatorer har to ledende plader, der typisk er adskilt af et dielektrisk materiale, der tjener som en isolator. I teorien kan en luftspalte adskille pladerne, men dette design er ekstremt ineffektivt på grund af energitab. Almindelige typer kondensatorer inkluderer:

Keramiske kondensatorer
Tantal kondensatorer
Elektrolytiske kondensatorer

En induktor er simpelthen en ledning, næsten altid opviklet, med to klemmer. Induktorer kan kobles sammen, kan have specielt hus og kan have forskellige kernematerialer i spolen. De mindste induktorer har en tendens til at være meget større end de mindste kondensatorer, fordi den opviklede ledning optager meget mere plads end de tynde lag på kondensatorens plader. Overflademonteringsinduktorer er imidlertid blevet meget mindre til at passe til små enheder som mobiltelefoner. Nogle typiske typer induktorer inkluderer:

Flerlags induktorer
Koblede induktorer
Støbte induktorer
RF-induktorer
Spoler
Overflademontering induktorer

Type lagringsfelt i kondensatorer kontra induktorer

Kondensatorer lagrer energi i et elektrisk felt.

Induktorer lagrer energi i et magnetfelt.

Spænding vs. strøm

I en kondensator beregnes energi ud fra spænding. Spændingen bestemmes som forskellen i potentiel energi mellem de to adskilte plader. En kondensator modstår ændringer i spænding ved at lagre energi i det elektriske felt oprettet af pladerne og mellemrummet. Når der tilføres strøm til kredsløbet, akkumuleres der ladninger på kondensatorens plader. Derfor kan spænding ikke ændre øjeblikkeligt over en kondensator.

En strøm kan ikke passere over kondensatorens plader.

I en induktor beregnes energi udtrykt som strøm. En induktor modstår ændringer i strømmen i kredsløbet. Når en konstant strøm køres gennem induktoren, oprettes et magnetfelt. Som en egenskab ved magnetfeltet, når strømmen pludselig øges eller mindskes, vil strømmen inden i magnetfeltet ændre sig i den modsatte retning. Dette modstår eller hindrer ændringen i strøm på tværs af kredsløbet. Induktoren forhindrer strømmen i at ændre sig øjeblikkeligt.

En strøm kan passere gennem en induktors ledning, men den vil skabe et magnetfelt, som det gør.

AC og DC strøm

Hvis der tilføres en vekselstrøm på et kredsløb med en kondensator og en modstand, vil spænding (eller EMF) hænge bag strømmen (afhængig af kapacitans og frekvens), fordi kondensatoren modstår ændringer i spænding. Hvis der i stedet anvendes et jævnstrømskredsløb, begynder strømmen højt og henfalder til 0. I dette tilfælde akkumuleres ladningen på kondensatoren, efterhånden som strømmen fortsætter, indtil potentialeforskellen inden i kondensatoren er for stor for en modstandskraft for strømmen.

Hvis en vekselstrøm tilføres på et kredsløb med en induktor og en modstand, vil strøm hænge bag spænding (afhængig af induktans og frekvens), fordi induktoren modstår ændringer i strømmen. Når der anvendes en jævnstrøm, vil strømmen starte lavt og stige til en stabil tilstand som en invers til kondensatoren. Dette sker, fordi magnetfeltet i induktoren modstår den pludselige ændring i strøm, der opstår, når DC-strømmen tændes. Når strømmen er slukket, vil magnetfeltet modstå ændringen igen.

Frekvenser for kondensatorer og induktorer

Kondensatorer er bedst til at føre højfrekvente signaler. De kan bruges til at blokere for lavfrekvente signaler eller støj. Størrelsen på kondensatoren kan ændre frekvensområdet, der filtreres ud, og forskellige størrelser på kondensatorer kan kombineres.

Induktorer fungerer bedst ved frekvenser på lavt niveau og filtrerer højfrekvente signaler og svingninger. Induktorer kan bruges i takt med kondensatorer til at begrænse frekvensområdet i kredsløbet.

Anvendelse af kondensatorer og induktorer

Da kondensatorer fungerer godt ved høje frekvenser, bruges de ofte i højspændingsforsyninger, hvor de kan filtrere ud støj. Traditionelt har de været brugt i situationer, hvor der har været behov for meget stor kapacitans og effektniveau, såsom i radar. De bruges også til elektronik som radioer, der bruger svingende signaler, hvor den ene plade i kondensatoren kan aflade og den anden kan oplade med det samme. Kondensatorer er også ofte placeret ved siden af mikrochips for at blokere interferens fra DC-signaler; i dette tilfælde er de kobling af kondensatorer.

Induktorer er populære i en lang række moderne elektronik og apparater. Fjernsyn, radioer og tændrør bruges til daglig brug af induktorer. I situationer, hvor frekvenser eller resonans er vigtige, kan induktorer kombineres med kondensatorer og modstande for at forstærke eller begrænse svingningerne i kredsløbet. Traditionelle induktorer er normalt for store til at blive brugt sammen med moderne mikrochips, men overflademonteringsinduktorer fremstilles små nok til nutidig elektronik. Andre induktortyper har yderligere muligheder, såsom brugen af koblede induktorer i transformatorer.

Tabel over forskelle mellem kondensatorer og induktorer

Feature	kondensator	Spole
Opbevaringsfelt	Elektrisk felt	Magnetfelt
Modstår spænding eller strøm	Spænding	Nuværende
Dirigerer en strøm	Ingen	Ja
AC strøm	Spændingsmærker	Nuværende Lags
DC strøm	Nuværende falder over tid	Nuværende stiger over tid
Bedste frekvens til ledning	Høje frekvenser	Lav frekvens

Oversigt over kondensatorer vs. induktorer

Kondensatorer og induktorer er lignende elektriske komponenter, der hindrer strømmen i et kredsløb; I modsætning til en modstand gemmer de energien i stedet for at sprede den.
En kondensator lagrer energi i et elektrisk felt, mens en induktor lagrer energi i et magnetfelt.
Kondensatorer modstår ændringer i spænding, og strøm går ikke gennem dem; induktorer modstår ændringer i strøm og ledning.
Kondensatorer fungerer bedst ved høje frekvenser, og induktorer fungerer bedst ved lave frekvenser; de kan kombineres for at filtrere uønskede signaler eller frekvenser.

Videnskab