Belangrijkste verschil - condensator versus inductor

Condensatoren en inductoren zijn beide circuitcomponenten die zich verzetten tegen veranderingen in stroom in circuits. De grootste verschil tussen condensator en spoel is dat a condensator slaat energie op in de vorm van een elektrisch veld terwijl een inductor slaat energie op in de vorm van een magnetisch veld.

Wat is een condensator?

Een condensator is een apparaat dat energie kan opslaan in de vorm van een elektrisch veld. De eenvoudigste vorm van een condensator bestaat uit twee parallelle geleidende platen, gescheiden door een isolator (een "diëlektrische" substantie) ertussen.

Structuur van een condensator

Wanneer een condensator is aangesloten op een elektrisch circuit, hopen zich overtollige ladingen op op de platen van de condensator. De twee platen krijgen dezelfde hoeveelheden tegengestelde ladingen. Als gevolg hiervan ontwikkelt zich een elektrisch veld over de platen.

Capaciteit

wordt gedefinieerd als de verhouding van lading

opgeslagen in de plaat van een condensator tot het potentiaalverschil

over de condensator.

Als de evenwijdige platen een oppervlakte hebben

elk, en ze zijn gescheiden door een afstand

met een diëlektricum met een permittiviteit

tussen hen, dan wordt de capaciteit van de platen gegeven door

De energie

opgeslagen in een condensator met een capaciteit

wanneer het een potentiaalverschil heeft

eroverheen wordt gegeven door:

Als een condensator in serie is geschakeld met een weerstand in een DC-circuit, zal de stroom vloeien wanneer het circuit is ingeschakeld. Omdat ladingen zich echter ophopen op condensatoren, is het potentiaalverschil dat zich erover ontwikkelt, tegengesteld aan het potentiaalverschil dat de stroom aandrijft. Omdat het potentiaalverschil van de condensator toeneemt, neemt de stroom exponentieel af en uiteindelijk stopt de stroom. Als in plaats daarvan een condensator op een wisselstroomcircuit is aangesloten, capacitieve reactantie zorgt ervoor dat de stroom de emf leidt.

Wat is een inductor?

Een inductor is een apparaat dat energie kan opslaan in de vorm van een magnetisch veld. De eenvoudigste vorm van een inductor bestaat uit een opgerolde geleider.

Verschillende soorten inductoren

Wanneer een spoel is aangesloten op een elektrisch circuit, vloeit er een stroom door de spoelen in de geleider. Omdat magnetische velden zich rond bewegende ladingen vormen, vormt zich een magnetisch veld in de spoel. Als de magnetische flux door de spoel wordt gegeven door

, en als de spoel heeft

draait en de stroom die rond de spoel vloeit is

dan de inductie

is gegeven door:

De magnetische energie opgeslagen in een inductor met inductantie

stroom voeren

is gegeven door:

Als een inductor is aangesloten op een DC-circuit in serie met een weerstand, wanneer het circuit wordt ingeschakeld en de stroom begint te vloeien in de spoelen van de inductor, is er een verandering in magnetische flux over de spoel. Volgens de wetten van Faraday en Lenz zou er een EMF ontstaan ​​over de inductor die de toenemende stroomstroom tegenwerkt. De oppositie is sterker wanneer de schakelaar net is ingeschakeld, maar wordt zwakker naarmate de stroomveranderingssnelheid afneemt. Uiteindelijk vloeit er een constante stroom in het circuit. Als het DC-circuit is uitgeschakeld, terwijl de stroom door de spoelen van de inductor daalt, is er opnieuw een veranderingssnelheid van het magnetische veld over de spoel en dus moet de inductor zich verzetten tegen de vermindering van de stroom. De onderstaande figuur laat zien hoe deze veranderingen in stroom plaatsvinden:

Een spoel in een DC-circuit

Wanneer een spoel is aangesloten op een wisselstroomcircuit, inductieve reactantie zorgt ervoor dat de stroom achterblijft bij de EMF.

Verschil tussen condensator en inductor

Energie opslag:

condensatoren energie opslaan in de vorm van een elektrisch veld.

Inductoren energie opslaan in de vorm van magnetische velden.

Kenmerken van condensator en spoel:

In gelijkstroomcircuit:

Wanneer een condensator wordt toegevoegd in serie met een weerstand in een DC-circuit en het circuit wordt ingeschakeld, is de stroom aanvankelijk hoog maar daalt dan exponentieel naar nul.

wanneer een Spoel wordt toegevoegd in serie met een weerstand in een DC-circuit en het circuit wordt ingeschakeld, aanvankelijk is de stroom klein, maar de stroom neemt met de tijd toe.

In wisselstroomcircuit:

Wanneer een condensator wordt toegevoegd aan een AC-circuit, zorgt het ervoor dat de stroom de EMF leidt.

Als een Spoel wordt toegevoegd aan een AC-circuit, zorgt het ervoor dat de stroom achterblijft bij de EMF.

Huidig:

Er gaat geen stroom door a condensator's platen.

Stroom gaat echter door de spoelen in een Spoel.

Afbeelding met dank aan:

"Schema van een parallelle plaatcondensator met een diëlektrische spacer…" door Papa November (zelfgemaakte SVG-versie van Image:Dielectric.png, met Image:Capacitor schematisch.svg als basis.) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Elektronische component - verschillende kleine inductoren" door mij (Foto) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons