Різниця між конденсаторами та індукторами

Що таке конденсатори?

Конденсатори - це електричні компоненти, схожі на резистори та індуктори, які перешкоджають струму в ланцюзі. На відміну від резистора, який розсіює струм, однак конденсатор накопичує енергію для збереження напруги в ланцюзі. Конденсатори використовують електричне поле для зберігання енергії.

Що таке індуктори?

Як і конденсатори, індуктори - це електричні компоненти, які використовуються в ланцюзі, щоб перешкоджати зміні струму або фільтрувати певні частоти. Індуктор накопичує енергію в магнітному полі, яке зберігає струм по ланцюгу.

Відмінності між конденсаторами та індукторами

1. Фізичний дизайн конденсаторів проти індукторів

Конденсатори мають дві провідні пластини, які зазвичай розділені діелектричним матеріалом, який служить ізолятором. Теоретично повітряний проміжок може відокремити пластини, але ця конструкція вкрай неефективна через втрати енергії. До поширених типів конденсаторів належать:

• Керамічні конденсатори
• Танталові конденсатори
• Електролітичні конденсатори

Індуктор - це просто провід, майже завжди спіральний, з двома клемами. Індуктори можуть бути з'єднані, можуть мати спеціальний корпус і можуть мати різні основні матеріали всередині котушки. Найменші індуктори, як правило, набагато більше, ніж найменші конденсатори, оскільки спіральний дріт займає набагато більше місця, ніж тонкі шари пластин конденсатора. Однак індуктори поверхневого кріплення стали набагато меншими для розміщення невеликих пристроїв, таких як стільникові телефони. Деякі типові типи індукторів включають:

• Багатошарові індуктори
• З'єднані індуктори
• Формовані індуктори
• РЧ-індуктори
• Дроселі
• Індуктори поверхневого кріплення

2. Тип поля зберігання в конденсаторах та індукторах

Конденсатори зберігають енергію в електричному полі.

Індуктори зберігають енергію в магнітному полі.

3. Напруга проти струму

В конденсаторі енергія обчислюється у вигляді напруги. Напруга визначається як різниця потенційної енергії між двома відокремленими пластинами. Конденсатор чинить опір змінам напруги, зберігаючи енергію в електричному полі, створеному пластинами і зазором. Оскільки до ланцюга подається струм, на пластинах конденсатора накопичуються заряди. Тому напруга не може миттєво змінюватися через конденсатор.

• Струм не може проходити через пластини конденсатора.

В індукторі енергія обчислюється у вигляді струму. Індуктор протистоїть змінам струму в ланцюзі. Коли постійний струм проходить через індуктор, створюється магнітне поле. Як властивість магнітного поля, коли струм раптово збільшується або зменшується, струм всередині магнітного поля зміниться у зворотному напрямку. Це чинить опір або перешкоджає зміні струму по ланцюгу. Індуктор гальмує струм від миттєвого зміни.

• Струм може проходити через дріт індуктора, але він створить магнітне поле, як це робить.

4. Струми змінного та постійного струму

Якщо в ланцюг із конденсатором та резистором подається струм змінного струму, напруга (або ЕРС) буде відставати від струму (залежно від ємності та частоти), оскільки конденсатор чинить опір змінам напруги. Якщо замість цього застосувати ланцюг постійного струму, струм почне високий і розпаде до 0. У цьому випадку заряд на конденсаторі накопичується по мірі того, як триває струм, поки різниця потенціалів всередині конденсатора не буде занадто великою протилежною силою для струму.

Якщо струм змінного струму застосовувати до ланцюга з індуктором та резистором, струм буде відставати від напруги (залежно від індуктивності та частоти), оскільки індуктор чинить опір зміні струму. При застосуванні постійного струму струм почне низьким і збільшуватиметься до постійного стану, як обернений до конденсатора. Це відбувається тому, що магнітне поле в індукторі чинить опір різкій зміні струму, що виникає при включенні постійного струму. Коли струм вимкнений, магнітне поле буде чинити опір зміні.

5. Частоти конденсаторів та індукторів

Конденсатори найкращі для проведення високочастотних сигналів. Їх можна використовувати для блокування низькочастотних сигналів або шуму. Розмір конденсатора може змінювати діапазон частот, які відфільтровані, і різні розміри конденсаторів можна комбінувати.

Індуктори найкраще діють на низькочастотних частотах і відфільтровують високочастотні сигнали та коливання. Індуктори можуть використовуватися в тандемі з конденсаторами для обмеження діапазону частот в ланцюзі.

6. Застосування конденсаторів та індукторів

Оскільки конденсатори добре працюють на високих частотах, їх зазвичай використовують у джерелах високої напруги, де вони можуть фільтрувати шум. Традиційно їх застосовують у ситуаціях, коли потрібні були дуже великі ємності та рівні потужності, наприклад, у радарах. Вони також використовуються для електроніки, як радіо, що використовують коливальні сигнали, в яких одна пластина конденсатора може розряджатися, а інша може заряджатися миттєво. Конденсатори також зазвичай розміщують поруч з мікрочіпами, щоб блокувати перешкоди від сигналів постійного струму; в цьому випадку вони є роз'єднувальними конденсаторами.

Індуктори популярні в широкому спектрі сучасної електроніки та приладів. Телевізори, радіоприймачі та свічки запалювання - це щоденне використання індукторів. У ситуаціях, коли частоти або резонанс важливі, індуктори можуть поєднуватися з конденсаторами та резисторами для посилення або обмеження коливань в ланцюзі. Традиційні індуктори, як правило, занадто великі, щоб їх можна було використовувати в сучасних мікросхемах, але індуктори поверхневого монтажу виготовляються досить малі для сьогоднішньої електроніки. Інші типи індукторів мають додаткові можливості, наприклад, використання сполучених індукторів в трансформаторах.

Таблиця відмінностей між конденсаторами та індукторами

Особливість	Конденсатор	Індуктор
Поле зберігання	Електричне поле	Магнітне поле
Чинить опір напрузі або струму	Напруга	Поточний
Проводить струм	Ні	Так
Змінного струму	Логи напруги	Поточні відставання
Струм постійного струму	Поточне зменшення з часом	Поточне збільшення з часом
Найкраща частота для проведення	Високі частоти	Низькі частоти

Підсумок конденсаторів проти індукторів

• Конденсатори та індуктори - це подібні електричні компоненти, що перешкоджають струму в ланцюзі; На відміну від резистора, вони зберігають енергію, а не розсіюють її.
• Конденсатор накопичує енергію в електричному полі, тоді як індуктор накопичує енергію в магнітному полі.
• Конденсатори чинять опір змінам напруги і струм не проходить через них; індуктори чинять опір змінам струму та поведінки.
• Конденсатори працюють найкраще на високих частотах, а індуктори найкраще працюють на низьких частотах; їх можна комбінувати для фільтрації небажаних сигналів або частот.