Razlika med kondenzatorji in induktorji

Kaj so kondenzatorji?

Kondenzatorji so električne komponente, podobne uporom in induktorjem, ki ovirajo tok v tokokrogu. Za razliko od upora, ki razprši tok, kondenzator shrani energijo, da ohrani napetost v tokokrogu. Kondenzatorji za shranjevanje energije uporabljajo električno polje.

Kaj so induktorji?

Tako kot kondenzatorji so tudi induktorji električni sestavni deli, ki se uporabljajo v vezju za preprečevanje sprememb toka ali filtriranje določenih frekvenc. Induktor shranjuje energijo v magnetnem polju, ki ohranja tok v tokokrogu.

Razlike med kondenzatorji in induktorji

1. Fizikalna zasnova kondenzatorjev v primerjavi z induktorji

Kondenzatorji imajo dve prevodni plošči, ki sta običajno ločeni z dielektričnim materialom, ki služi kot izolator. Teoretično lahko zračna vrzel loči plošče, vendar je ta zasnova zaradi izgube energije izjemno neučinkovita. Običajne vrste kondenzatorjev vključujejo:

• Keramični kondenzatorji
• Kondenzatorji tantala
• Elektrolitični kondenzatorji

Induktor je preprosto žica, skoraj vedno navita, z dvema sponkama. Induktorji so lahko sklopljeni, imajo posebna ohišja, v tuljavi pa so lahko različni osnovni materiali. Najmanjši induktorji so ponavadi veliko večji od najmanjših kondenzatorjev, ker zavita žica zavzame veliko več prostora kot tanke plasti plošč kondenzatorja. Vendar so induktorji za površinsko namestitev postali veliko manjši za namestitev majhnih naprav, kot so mobilni telefoni. Nekatere značilne vrste induktorjev vključujejo:

• Večplastni induktorji
• Spojeni induktorji
• Oblikovani induktorji
• RF induktorji
• Dušilke
• Induktorji za površinsko vgradnjo

2. Vrsta polja za shranjevanje v kondenzatorjih v primerjavi z induktorji

Kondenzatorji hranijo energijo v električnem polju.

Induktorji hranijo energijo v magnetnem polju.

3. Napetost proti toku

V kondenzatorju se energija izračuna glede na napetost. Napetost se določi kot razlika v potencialni energiji med dvema ločenima ploščama. Kondenzator se upira spremembam napetosti s shranjevanjem energije v električnem polju, ki ga ustvarijo plošče in reža. Ko na tokokrog deluje tok, se na ploščah kondenzatorja naberejo naboji. Zato se napetost ne more takoj spremeniti v kondenzatorju.

• Tok ne more iti čez plošče kondenzatorja.

V induktorju se energija izračuna glede na tok. Induktor se upira spremembam toka v tokokrogu. Ko skozi induktor teče konstanten tok, nastane magnetno polje. Ko se lastnost magnetnega polja, ko se tok nenadoma poveča ali zmanjša, se tok znotraj magnetnega polja spremeni v nasprotno smer. Ta se upira ali ovira spremembo toka v tokokrogu. Induktor zavira, da bi se tok takoj spremenil.

• Tok lahko prehaja skozi žico induktorja, vendar bo tako ustvaril magnetno polje.

4. AC in DC tokovi

Če se v tokokrogu s kondenzatorjem in uporom napaja izmenični tok, napetost (ali EMF) zaostaja za tokom (odvisno od kapacitivnosti in frekvence), ker se kondenzator upira spremembam napetosti. Če namesto tega uporabite vezje enosmernega toka, se bo tok začel velik in razpadel na 0. V tem primeru se naboj kondenzatorja kopiči, ko se tok nadaljuje, dokler potencialna razlika znotraj kondenzatorja ni prevelika od nasprotne sile za tok.

Če se v tokokrogu z induktorjem in uporom uporabi izmenični tok, bo tok zaostajal za napetostjo (odvisno od induktivnosti in frekvence), ker se induktor upira spremembam toka. Z uporabljenim enosmernim tokom se bo tok začel nizko in povečeval v enakomerno stanje, kot obratno kondenzatorju. Do tega pride, ker se magnetno polje v induktorju upira nenadni spremembi toka, ki se pojavi, ko se vklopi enosmerni tok. Ko se tok izklopi, se bo magnetno polje zopet uprlo spremembi.

5. Frekvenca kondenzatorjev in induktorjev

Kondenzatorji so najboljši za vodenje visokofrekvenčnih signalov. Uporabljajo se lahko za blokiranje nizkofrekvenčnih signalov ali hrupa. Velikost kondenzatorja lahko spremeni obseg frekvenc, ki so filtrirane, in različne velikosti kondenzatorjev se lahko kombinirajo.

Induktorji najbolje delujejo pri nizkofrekvenčnih frekvencah in filtrirajo visokofrekvenčne signale in nihanja. Induktorji se lahko uporabljajo v tandemu s kondenzatorji za omejitev obsega frekvenc v vezju.

6. Uporaba kondenzatorjev in induktorjev

Ker kondenzatorji dobro delujejo pri visokih frekvencah, jih običajno uporabljamo v visokonapetostnih napajalnikih, kjer lahko filtrirajo hrup. Tradicionalno so jih uporabljali v okoliščinah, ko so bile potrebne zelo velike kapacitivnosti in ravni moči, na primer v radarju. Uporabljajo se tudi za elektroniko kot radijski sprejemniki, ki uporabljajo nihajoče signale, v katerih se lahko ena plošča kondenzatorja izprazni, druga pa se lahko takoj napolni. Kondenzatorji so pogosto postavljeni poleg mikročipov, da preprečijo motnje iz enosmernih signalov; v tem primeru so kondenzatorji za odklop.

Induktorji so priljubljeni v najrazličnejših modelih elektronike in naprav. Televizorji, radijski sprejemniki in svečke so vsakodnevna uporaba induktorjev. V primerih, ko sta frekvenca ali resonanca pomembna, lahko induktorje kombiniramo s kondenzatorji in upori, da ojačimo ali omejimo nihanja v vezju. Tradicionalni induktorji so ponavadi preveliki, da bi jih bilo mogoče uporabiti s sodobnimi mikročipi, vendar so induktorji za površinsko vgradnjo dovolj majhni za današnjo elektroniko. Drugi tipi induktorjev imajo dodatne zmogljivosti, kot je uporaba sklopnih induktorjev v transformatorjih.

Tabela razlik med kondenzatorji in induktorji

Značilnost	Kondenzator	Induktor
Skladišče	Električno polje	Magnetno polje
Upre napetosti ali toku	Napetost	Trenutni
Vodi tok	Ne	Da
Izmenični tok	Napon napetosti	Trenutni zaostanki
Enosmerni tok	Trenutno se sčasoma zmanjšuje	Trenutna narašča sčasoma
Najboljša frekvenca za izvedbo	Visoke frekvence	Nizke frekvence

Povzetek kondenzatorjev v primerjavi z induktorji

• Kondenzatorji in induktorji so podobni električni sestavni deli, ki v tokokrogu ovirajo tok; za razliko od upora, hranijo energijo, namesto da bi jo razpršili.
• Kondenzator shranjuje energijo v električnem polju, induktor pa energijo v magnetnem polju.
• Kondenzatorji se upirajo spremembam napetosti in tok ne prehaja skozi njih; induktorji se upirajo spremembam toka in vodenja.
• Kondenzatorji najbolje delujejo na visokih frekvencah, induktorji pa najbolje pri nizkih frekvencah; kombiniramo jih lahko za filtriranje neželenih signalov ali frekvenc.