Forskjellen mellom kondensatorer og induktorer

Hva er kondensatorer?

Kondensatorer er elektriske komponenter, ligner motstander og induktorer, som hindrer strømmen i en krets. I motsetning til en motstand som sprer strøm, lagrer en kondensator energi for å bevare spenningen i kretsen. Kondensatorer bruker et elektrisk felt for å lagre energi.

Hva er induktorer?

Som kondensatorer er induktorer elektriske komponenter som brukes i en krets for å hindre endringer i strømmen eller filtrere ut bestemte frekvenser. En induktor lagrer energi i et magnetfelt, som beholder strøm over kretsen.

Forskjeller mellom kondensatorer og induktorer

1. Fysisk utforming av kondensatorer vs. Induktorer

Kondensatorer har to ledende plater som typisk separeres av et dielektrisk materiale som tjener som en isolator. I teorien kan et luftgap skille platene, men dette designet er ekstremt ineffektivt på grunn av energitap. Vanlige typer kondensatorer inkluderer:

• Keramiske kondensatorer
• Tantal kondensatorer
• Elektrolytkondensatorer

En induktor er bare en wire, nesten alltid spolet, med to terminaler. Induktorer kan kobles, kan ha spesielle boliger, og kan ha forskjellige kjernematerialer i spolen. De minste induktorene har en tendens til å være mye større enn de minste kondensatorene, fordi den spolede ledningen tar opp mye mer plass enn de tynne lagene på kondensatorens plater. Imidlertid er overflatemonteringsspoler blitt mye mindre for å passe til små enheter som mobiltelefoner. Noen typiske typer induktorer inkluderer:

• Flerlags induktorer
• Koblede induktorer
• Støpte induktorer
• RF-induktorer
• choker
• Surface mount inductors

2. Type lagringsfelt i kondensatorer vs. induktorer

Kondensatorer lagrer energi i et elektrisk felt.

Induktorer lagrer energi i et magnetfelt.

3. Spenning mot strøm

I en kondensator beregnes energi i form av spenning. Spenningen bestemmes som forskjellen i potensiell energi mellom de to separerte platene. En kondensator motstår endringer i spenning ved å lagre energi i det elektriske feltet skapt av platene og gapet. Når en strøm blir brukt på kretsen, akkumuleres ladningene på kondensatorens plater. Derfor kan spenningen ikke endres umiddelbart over en kondensator.

• En strøm kan ikke passere over platene på en kondensator.

I en induktor er energi beregnet i form av strøm. En induktor motstår endringer i strømmen i kretsen. Når en konstant strøm går gjennom induktoren, opprettes et magnetfelt. Som en egenskap av magnetfeltet, når strømmen plutselig øker eller senker, vil strømmen i magnetfeltet endres i motsatt retning. Dette motstår, eller hindrer, forandringen i strømmen over kretsen. Inductoren hemmer strømmen fra å skifte umiddelbart.

• En strøm kan passere gjennom en induktors ledning, men det vil skape et magnetfelt som det gjør det.

4. AC og DC strømmer

Hvis en vekselstrøm brukes til en krets med kondensator og en motstand, vil spenningen (eller EMF) ligge bak strømmen (avhengig av kapasitans og frekvens), fordi kondensatoren motstår spenningsendringer. Hvis en DC-krets blir brukt i stedet, vil strømmen begynne høy og forfall til 0. I dette tilfellet akkumulatorens ladning akkumuleres når strømmen fortsetter til den potensielle forskjellen i kondensatoren er for stor av en motstridende kraft for strømmen.

Hvis en vekselstrøm er tilført til en krets med en induktor og en motstand, vil strømmen ligge etter spenningen (avhengig av induktans og frekvens), fordi induktoren motstår endringer i strømmen. Med en likestrøm påført, starter strømmen lav og øker til en stabil tilstand, som en invers til kondensatoren. Dette skjer fordi magnetfeltet i induktoren motstår den plutselige forandringen i strømmen som oppstår når likestrømmen slås på. Når strømmen er stengt, vil magnetfeltet motstå endringen igjen.

5. Frekvenser av kondensatorer og induktorer

Kondensatorer er best for å utføre høyfrekvente signaler. De kan brukes til å blokkere lavfrekvenssignaler eller støy. Størrelsen på kondensatoren kan endre frekvensområdet som blir filtrert ut, og forskjellige størrelser kondensatorer kan kombineres.

Induktorer opptrer best på lavnivåfrekvenser, og filtrerer ut høyfrekvente signaler og svingninger. Induktorer kan brukes sammen med kondensatorer for å begrense frekvensområdet i kretsen.

6. Anvendelser av kondensatorer og induktorer

Fordi kondensatorer opptrer godt ved høye frekvenser, blir de vanligvis brukt i høyspenningsaggregat, hvor de kan filtrere ut støy. Tradisjonelt har de blitt brukt i situasjoner hvor det er behov for meget stor kapasitans og kraftnivå, for eksempel i radar. De brukes også til elektronikk som radioer som bruker oscillerende signaler, hvor en plate av kondensatoren kan utlades, og den andre kan lade opp umiddelbart. Kondensatorer er også ofte plassert ved siden av mikrochips for å blokkere forstyrrelser fra DC-signaler; i dette tilfellet er dekoblingskondensatorer.

Induktorer er populære på tvers av et stort utvalg av moderne elektronikk og apparater. TVer, radioer og tennplugger er alle daglige bruksområder for induktorer. I situasjoner hvor frekvenser eller resonans er viktige, kan induktorer kombineres med kondensatorer og motstander for å forsterke eller begrense oscillasjonene i kretsen. Tradisjonelle induktorer er vanligvis for store til bruk med moderne mikrochips, men overflatemonterte induktorer blir produsert små nok til dagens elektronikk. Andre spoler har flere muligheter, som for eksempel bruk av koblede induktorer i transformatorer.

Tabell over forskjeller mellom kondensatorer og induktorer

Trekk	kondensator	spole
Lagringsfelt	Elektrisk felt	Magnetfelt
Motstår spenning eller strøm	Spenning	Nåværende
Gjør en strøm	Nei	Ja
Vekselstrøm	Spenningslag	Nåværende Lags
Likestrøm	Gjeldende nedgang over tid	Nåværende økninger over tid
Beste frekvens for ledning	Høyfrekvenser	Lavfrekvenser

Sammendrag av kondensatorer vs. induktorer

• Kondensatorer og induktorer er lik elektriske komponenter som hindrer strømmen i en krets; I motsetning til motstand lagrer de energien i stedet for å spre det.
• En kondensator lagrer energi i et elektrisk felt, mens en induktor lagrer energi i et magnetfelt.
• Kondensatorer motstår endringer i spenning og strøm går ikke gjennom dem; induktorer motstår endringer i nåværende og oppførsel.
• Kondensatorer fungerer best ved høyfrekvenser og induktorer fungerer best ved lave frekvenser; de kan kombineres for å filtrere ut uønskede signaler eller frekvenser.