Rozdiel medzi kondenzátormi a induktormi

Čo sú kondenzátory?

Kondenzátory sú elektrické komponenty podobné odporom a induktorom, ktoré bránia prúdu v obvode. Na rozdiel od rezistora, ktorý rozptyľuje prúd, kondenzátor však ukladá energiu, aby zachoval napätie v obvode. Kondenzátory používajú elektrické pole na ukladanie energie.

Čo sú induktory?

Podobne ako kondenzátory, induktory sú elektrické komponenty používané v obvode na zabránenie zmenám v prúde alebo na odfiltrovanie určitých frekvencií. Induktor ukladá energiu do magnetického poľa, ktoré zachováva prúd cez obvod.

Rozdiely medzi kondenzátormi a induktormi

1. Fyzikálny dizajn kondenzátorov vs. induktorov

Kondenzátory majú dve vodivé dosky, ktoré sú obvykle oddelené dielektrickým materiálom, ktorý slúži ako izolátor. Teoreticky môže vzduchová medzera oddeľovať platne, ale táto konštrukcia je extrémne neefektívna z dôvodu energetických strát. Bežné typy kondenzátorov zahŕňajú:

• Keramické kondenzátory
• Tantalové kondenzátory
• Elektrolytické kondenzátory

Induktor je jednoducho drôt, takmer vždy stočený, s dvoma svorkami. Induktory môžu byť spojené, môžu mať špeciálne puzdro a môžu mať vo vnútri cievky rôzne materiály jadra. Najmenšie induktory majú tendenciu byť oveľa väčšie ako najmenšie kondenzátory, pretože stočený drôt zaberá oveľa viac miesta ako tenké vrstvy dosiek kondenzátora. Induktory na povrchovú montáž sa však oveľa zmenšili, aby vyhovovali malým zariadeniam, ako sú mobilné telefóny. Niektoré typické typy induktorov zahŕňajú:

• Viacvrstvové induktory
• Naviazané induktory
• Tvarované induktory
• RF induktory
• tlmivky
• Induktory na povrchovú montáž

2. Typ úložného poľa v kondenzátoroch vs. induktoroch

Kondenzátory ukladajú energiu v elektrickom poli.

Induktory ukladajú energiu v magnetickom poli.

3. Napätie vs. prúd

V kondenzátore sa energia počíta ako napätie. Napätie je určené ako rozdiel potenciálnej energie medzi dvoma oddelenými doskami. Kondenzátor odoláva zmenám napätia ukladaním energie do elektrického poľa vytvoreného doskami a medzerou. Keď sa do obvodu privádza prúd, akumulujú sa náboje na doskách kondenzátora. Preto sa napätie nemôže na kondenzátore okamžite zmeniť.

• Prúd nemôže prechádzať cez dosky kondenzátora.

V induktore sa energia počíta ako prúd. Induktor odoláva zmenám prúdu v obvode. Keď sa cez induktor vedie konštantný prúd, vytvára sa magnetické pole. Ako vlastnosť magnetického poľa, keď sa prúd náhle zvýši alebo zníži, prúd v magnetickom poli sa zmení v opačnom smere. To odoláva alebo brzdí zmenu prúdu v obvode. Induktor zabraňuje okamžitej zmene prúdu.

• Prúd môže prechádzať drôtom induktora, ale vytvorí magnetické pole.

4. AC a DC prúdy

Ak je na obvod s kondenzátorom a odporom privedený striedavý prúd, napätie (alebo EMF) bude zaostávať za prúdom (v závislosti od kapacity a frekvencie), pretože kondenzátor odoláva zmenám napätia. Ak sa namiesto toho použije jednosmerný obvod, prúd sa začne zvyšovať a bude klesať na 0. V tomto prípade sa náboj na kondenzátore akumuluje ako prúd pokračuje, kým rozdiel potenciálov v kondenzátore nie je príliš veľký na opačnú silu pre prúd..

Ak je na obvod s induktorom a odporom privedený striedavý prúd, prúd za napätím zaostáva (závisí od indukčnosti a frekvencie), pretože induktor odporuje zmenám prúdu. Pri použití jednosmerného prúdu začne prúd nízka a stúpa do ustáleného stavu ako inverzia ku kondenzátoru. K tomu dochádza, pretože magnetické pole v induktore odoláva náhlej zmene prúdu, ku ktorej dochádza pri zapnutí jednosmerného prúdu. Keď je prúd vypnutý, magnetické pole opäť odolá zmene.

5. Frekvencie kondenzátorov a induktorov

Kondenzátory sú najlepšie na vedenie vysokofrekvenčných signálov. Môžu sa použiť na blokovanie nízkofrekvenčných signálov alebo šumu. Veľkosť kondenzátora môže meniť rozsah odfiltrovaných frekvencií a kombinovať rôzne veľkosti kondenzátorov.

Induktory sa správajú najlepšie pri nízkofrekvenčných frekvenciách a odfiltrujú vysokofrekvenčné signály a kmity. Induktory sa môžu použiť spolu s kondenzátormi na obmedzenie rozsahu frekvencií v obvode.

6. Aplikácie kondenzátorov a induktorov

Pretože kondenzátory fungujú dobre pri vysokých frekvenciách, bežne sa používajú v napájacích zdrojoch vysokého napätia, kde môžu odfiltrovať šum. Tradične sa používajú v situáciách, keď sú potrebné veľmi veľké kapacitné a výkonové úrovne, napríklad v radare. Používajú sa tiež pre elektroniku, ako sú rádiá, ktoré používajú kmitajúce signály, v ktorých sa jedna doska kondenzátora môže vybiť a druhá sa môže okamžite nabiť. Kondenzátory sa tiež bežne umiestňujú vedľa mikročipov, aby blokovali interferenciu zo signálov DC; v tomto prípade ide o odpájacie kondenzátory.

Induktory sú populárne v širokej škále modernej elektroniky a zariadení. Televízory, rádiá a zapaľovacie sviečky sa pre induktory používajú každý deň. V situáciách, keď sú dôležité frekvencie alebo rezonancia, sa induktory môžu kombinovať s kondenzátormi a rezistormi, aby sa zosilnili alebo obmedzili oscilácie v obvode. Tradičné induktory sú zvyčajne príliš veľké na to, aby sa dali použiť s modernými mikročipmi, ale induktory na povrchovú montáž sa vyrábajú dostatočne malé na dnešnú elektroniku. Iné typy induktorov majú ďalšie možnosti, napríklad použitie viazaných induktorov v transformátoroch.

Tabuľka rozdielov medzi kondenzátormi a induktormi

vlastnosť	kondenzátor	induktor
Úložné pole	Elektrické pole	Magnetické pole
Odoláva napätiu alebo prúdu	Napätie	prúd
Vedie prúd	žiadny	Áno
Prúd striedavého prúdu	Menovité napätie	Aktuálne Lags
Jednosmerný prúd	Aktuálne poklesy v priebehu času	Aktuálny nárast v priebehu času
Najlepšia frekvencia vedenia	Vysoké frekvencie	Nízke frekvencie

Zhrnutie kondenzátorov vs. induktorov

• Kondenzátory a induktory sú podobné elektrické komponenty, ktoré bránia prúdu v obvode; na rozdiel od rezistora ukladajú energiu namiesto toho, aby ju rozptyľovali.
• Kondenzátor ukladá energiu do elektrického poľa, zatiaľ čo induktor ukladá energiu do magnetického poľa.
• Kondenzátory odolávajú zmenám napätia a prúd cez ne neprechádza; induktory odolávajú zmenám v prúde a správaní.
• Kondenzátory pracujú najlepšie pri vysokých frekvenciách a induktory najlepšie pri nízkych frekvenciách; môžu byť kombinované tak, aby odfiltrovali nežiaduce signály alebo frekvencie.