Разница между конденсаторами и индукторами

Что такое конденсаторы?

Конденсаторы - это электрические компоненты, подобные резисторам и индукторам, которые препятствуют току в цепи. В отличие от резистора, который рассеивает ток, конденсатор накапливает энергию, чтобы сохранить напряжение в цепи. Конденсаторы используют электрическое поле для хранения энергии.

Что такое индукторы?

Как и конденсаторы, катушки индуктивности - это электрические компоненты, используемые в цепи для предотвращения изменений тока или фильтрации определенных частот. Индуктор хранит энергию в магнитном поле, которое сохраняет ток в цепи.

Различия между конденсаторами и индукторами

1. Физический дизайн конденсаторов против индукторов

Конденсаторы имеют две проводящие пластины, которые обычно разделены диэлектрическим материалом, который служит изолятором. Теоретически, воздушный зазор может разделять пластины, но эта конструкция крайне неэффективна из-за потери энергии. Общие типы конденсаторов включают в себя:

• Керамические конденсаторы
• Танталовые конденсаторы
• Электролитические конденсаторы

Индуктор - это просто провод, почти всегда намотанный, с двумя выводами. Индукторы могут быть соединены, иметь специальный корпус и могут иметь различные материалы сердечника внутри катушки. Самые маленькие индукторы имеют тенденцию быть намного больше, чем самые маленькие конденсаторы, потому что спиральный провод занимает намного больше места, чем тонкие слои пластин конденсатора. Тем не менее, индукторы поверхностного монтажа стали намного меньше, чтобы соответствовать небольшим устройствам, таким как сотовые телефоны. Некоторые типичные типы индукторов включают в себя:

• Многослойные индукторы
• Связанные индукторы
• Формованные индукторы
• РЧ индукторы
• дроссели
• Индукторы поверхностного монтажа

2. Тип поля хранения в конденсаторах против индукторов

Конденсаторы накапливают энергию в электрическом поле.

Индукторы хранят энергию в магнитном поле.

3. Напряжение против тока

В конденсаторе энергия рассчитывается в терминах напряжения. Напряжение определяется как разница в потенциальной энергии между двумя разделенными пластинами. Конденсатор противостоит изменениям напряжения, накапливая энергию в электрическом поле, создаваемом пластинами и зазором. При подаче тока на цепь заряды накапливаются на пластинах конденсатора. Таким образом, напряжение не может измениться мгновенно через конденсатор.

• Ток не может проходить через пластины конденсатора.

В индукторе энергия рассчитывается по току. Индуктор сопротивляется изменениям тока в цепи. Когда постоянный ток проходит через индуктор, создается магнитное поле. Как свойство магнитного поля, когда ток внезапно увеличивается или уменьшается, ток внутри магнитного поля будет изменяться в противоположном направлении. Это сопротивляется или препятствует изменению тока в цепи. Индуктор препятствует мгновенному изменению тока.

• Ток может проходить через провод индуктора, но при этом он создаст магнитное поле..

4. Переменный и постоянный ток

Если переменный ток подается на цепь с конденсатором и резистором, напряжение (или ЭДС) будет отставать от тока (зависит от емкости и частоты), поскольку конденсатор противостоит изменениям напряжения. Если вместо этого будет применена цепь постоянного тока, ток начнется с высокого значения и уменьшится до 0. В этом случае заряд на конденсаторе накапливается по мере продолжения тока, пока разность потенциалов внутри конденсатора не станет слишком большой для противоположной силы тока..

Если переменный ток подается на цепь с индуктором и резистором, ток будет отставать от напряжения (зависит от индуктивности и частоты), поскольку индуктор сопротивляется изменениям тока. При подаче постоянного тока ток будет начинаться с низкого уровня и увеличиваться до установившегося состояния, как обратный к конденсатору. Это происходит потому, что магнитное поле в индуктивности сопротивляется внезапному изменению тока, которое происходит при включении постоянного тока. Когда ток отключен, магнитное поле будет сопротивляться изменению снова.

5. Частоты конденсаторов и индукторов

Конденсаторы лучше всего подходят для проведения высокочастотных сигналов. Их можно использовать для блокировки низкочастотных сигналов или шумов. Размер конденсатора может изменить диапазон частот, которые отфильтровываются, и конденсаторы разных размеров могут быть объединены.

Индукторы работают лучше всего на частотах низкого уровня и отфильтровывают высокочастотные сигналы и колебания. Индукторы могут использоваться в паре с конденсаторами для ограничения диапазона частот в цепи.

6. Применение конденсаторов и индукторов

Поскольку конденсаторы хорошо работают на высоких частотах, они обычно используются в высоковольтных источниках питания, где они могут отфильтровывать шум. Традиционно они использовались в ситуациях, когда требовались очень большие значения емкости и мощности, например, в радаре. Они также используются для электроники, такой как радиоприемники, которые используют колебательные сигналы, в которых одна пластина конденсатора может разряжаться, а другая - мгновенно заряжаться. Конденсаторы также обычно размещают рядом с микросхемами, чтобы блокировать помехи от сигналов постоянного тока; в этом случае они являются разделительными конденсаторами.

Индукторы популярны среди широкого спектра современной электроники и бытовой техники. Телевизоры, радиоприемники и свечи зажигания - все это повседневное использование для индукторов. В ситуациях, когда важны частоты или резонанс, катушки индуктивности и резисторы могут быть объединены для усиления или ограничения колебаний в цепи. Традиционные индукторы, как правило, слишком велики, чтобы их можно было использовать с современными микрочипами, но индукторы поверхностного монтажа изготавливаются достаточно небольшими для современной электроники. Другие типы индукторов имеют дополнительные возможности, такие как использование связанных индукторов в трансформаторах.

Таблица различий между конденсаторами и индукторами

Особенность	Конденсатор	Катушка индуктивности
Поле для хранения	Электрическое поле	Магнитное поле
Сопротивление напряжению или току	вольтаж	Текущий
Проводит ток	нет	да
Переменный ток	Лаги напряжения	Текущие лаги
Постоянный ток	Текущий уменьшается со временем	Ток увеличивается с течением времени
Лучшая частота для проводимости	Высокие частоты	Низкие частоты

Обзор конденсаторов и индукторов

• Конденсаторы и индукторы - это похожие электрические компоненты, которые препятствуют току в цепи; в отличие от резистора, они накапливают энергию, а не рассеивают ее.
• Конденсатор накапливает энергию в электрическом поле, а индуктор накапливает энергию в магнитном поле..
• Конденсаторы противостоят изменениям напряжения и тока не проходят через них; индукторы противостоят изменениям тока и поведения.
• Конденсаторы лучше всего работают на высоких частотах, а индукторы лучше всего работают на низких частотах; они могут быть объединены, чтобы отфильтровать нежелательные сигналы или частоты.