Rozdíl mezi kondenzátory a induktory

Co jsou kondenzátory?

Kondenzátory jsou elektrické komponenty, podobné rezistorům a induktorům, které brání proudu v obvodu. Na rozdíl od rezistoru, který rozptyluje proud, kondenzátor ukládá energii, aby zachoval napětí v obvodu. Kondenzátory používají elektrické pole k ukládání energie.

Co jsou induktory?

Stejně jako kondenzátory, induktory jsou elektrické komponenty používané v obvodu, které brání změnám v proudu nebo odfiltrují určité frekvence. Induktor ukládá energii do magnetického pole, které udržuje proud napříč obvodem.

Rozdíly mezi kondenzátory a induktory

1. Fyzikální návrh kondenzátorů vs. induktorů

Kondenzátory mají dvě vodivé desky, které jsou obvykle odděleny dielektrickým materiálem, který slouží jako izolátor. Teoreticky může vzduchová mezera oddělit desky, ale tato konstrukce je extrémně neefektivní kvůli ztrátám energie. Mezi běžné typy kondenzátorů patří:

• Keramické kondenzátory
• Tantalové kondenzátory
• Elektrolytické kondenzátory

Induktor je prostě drát, téměř vždy stočený, se dvěma terminály. Induktory mohou být spojeny, mohou mít speciální kryt a mohou mít uvnitř cívky různé materiály jádra. Nejmenší induktory mají tendenci být mnohem větší než nejmenší kondenzátory, protože stočený drát zabírá mnohem více místa než tenké vrstvy desek kondenzátoru. Induktory na povrchovou montáž však byly mnohem menší, aby vyhovovaly malým zařízením, jako jsou mobilní telefony. Některé typické typy induktorů zahrnují:

• Vícevrstvé induktory
• Navázané induktory
• Tvarované induktory
• RF induktory
• Tlumivky
• Induktory na povrchovou montáž

2. Typ paměťového pole v kondenzátorech vs. induktorech

Kondenzátory ukládají energii v elektrickém poli.

Induktory ukládají energii v magnetickém poli.

3. Napětí vs. proud

V kondenzátoru se energie počítá jako napětí. Napětí se stanoví jako rozdíl v potenciální energii mezi dvěma oddělenými deskami. Kondenzátor odolává změnám napětí ukládáním energie do elektrického pole vytvářeného deskami a mezerou. Když je do obvodu přiveden proud, hromadí se náboje na deskách kondenzátoru. Napětí se proto nemůže přes kondenzátor okamžitě změnit.

• Proud nemůže procházet deskami kondenzátoru.

V induktoru se energie počítá jako proud. Induktor odolává změnám proudu v obvodu. Když je induktorem veden konstantní proud, vytvoří se magnetické pole. Jako vlastnost magnetického pole, když se proud náhle zvýší nebo sníží, změní se proud uvnitř magnetického pole v opačném směru. To odolává nebo brání změně proudu v obvodu. Induktor brání okamžité změně proudu.

• Proud může procházet drátem induktoru, ale vytvoří tak magnetické pole.

4. AC a DC proudy

Pokud je střídavý proud přiveden na obvod s kondenzátorem a rezistorem, napětí (nebo EMF) bude zaostávat za proudem (v závislosti na kapacitě a frekvenci), protože kondenzátor odolává změnám napětí. Pokud je místo toho aplikován stejnosměrný obvod, proud začne vysoký a klesá na 0. V tomto případě se náboj na kondenzátoru akumuluje s tím, jak proud pokračuje, dokud není potenciální rozdíl uvnitř kondenzátoru příliš velký vůči opačné síle pro proud.

Pokud je střídavý proud přiveden na obvod s induktorem a rezistorem, bude proud zaostávat za napětím (v závislosti na indukčnosti a frekvenci), protože induktor odolává změnám proudu. Při použití stejnosměrného proudu bude proud nízký a bude stoupat do ustáleného stavu jako inverzní kondenzátor. K tomu dochází, protože magnetické pole v induktoru odolává náhlé změně proudu, ke které dochází při zapnutí stejnosměrného proudu. Když je proud vypnut, magnetické pole znovu odolá změně.

5. Frekvence kondenzátorů a induktorů

Kondenzátory jsou nejlepší pro vedení vysokofrekvenčních signálů. Mohou být použity k blokování nízkofrekvenčních signálů nebo šumu. Velikost kondenzátoru může změnit rozsah odfiltrovaných frekvencí a lze kombinovat různé velikosti kondenzátorů.

Induktory fungují nejlépe při nízkých frekvencích a odfiltrují vysokofrekvenční signály a oscilace. Induktory lze použít spolu s kondenzátory pro omezení rozsahu kmitočtů v obvodu.

6. Aplikace kondenzátorů a induktorů

Protože kondenzátory fungují dobře při vysokých frekvencích, běžně se používají v napájecích zdrojích vysokého napětí, kde mohou odfiltrovat šum. Tradičně se používají v situacích, kdy je potřeba velmi velká kapacita a výkon, například v radaru. Používají se také pro elektroniku, jako jsou rádia, která používají oscilační signály, ve kterých se jedna deska kondenzátoru může vybít a druhá se může okamžitě nabít. Kondenzátory jsou také běžně umístěny vedle mikročipů, aby blokovaly rušení ze stejnosměrných signálů; v tomto případě se jedná o kondenzační kondenzátory.

Induktory jsou oblíbené u široké škály moderních elektronik a zařízení. Televizory, rádia a zapalovací svíčky jsou pro induktory všechny každodenní použití. V situacích, kdy jsou důležité frekvence nebo rezonance, mohou být induktory kombinovány s kondenzátory a rezistory pro zesílení nebo omezení oscilací v obvodu. Tradiční induktory jsou obvykle příliš velké na to, aby mohly být použity s moderními mikročipy, ale induktory na povrchovou montáž jsou vyráběny dostatečně malé pro dnešní elektroniku. Jiné typy induktorů mají další možnosti, například použití sdružených induktorů v transformátorech.

Tabulka rozdílů mezi kondenzátory a induktory

Vlastnosti	Kondenzátor	Induktor
Úložiště	Elektrické pole	Magnetické pole
Odolává napětí nebo proudu	Napětí	Proud
Provádí proud	Ne	Ano
AC proud	Napěťové mezery	Aktuální Lags
Stejnosměrný proud	Aktuální poklesy v čase	Aktuální nárůsty v čase
Nejlepší frekvence pro vedení	Vysoké frekvence	Nízké frekvence

Shrnutí kondenzátorů vs. induktorů

• Kondenzátory a induktory jsou podobné elektrické komponenty, které brání proudu v obvodu; na rozdíl od odporu ukládají energii místo toho, aby ji rozptylovali.
• Kondenzátor ukládá energii v elektrickém poli, zatímco induktor ukládá energii v magnetickém poli.
• Kondenzátory odolávají změnám napětí a proud jimi neprochází; induktory odolávají změnám v proudu a chování.
• Kondenzátory pracují nejlépe při vysokých frekvencích a induktory fungují nejlépe při nízkých frekvencích; mohou být kombinovány tak, aby odfiltrovaly nežádoucí signály nebo frekvence.