Skillnad mellan kondensatorer och induktorer

Vad är kondensatorer?

Kondensatorer är elektriska komponenter, som liknar motstånd och induktorer, som hindrar strömmen i en krets. Till skillnad från ett motstånd som spridar ström, lagrar en kondensator energi för att bevara spänningen i kretsen. Kondensatorer använder ett elektriskt fält för att lagra energi.

Vad är induktorer?

Liksom kondensatorer är induktorer elektriska komponenter som används i en krets för att hindra förändringar i strömmen eller filtrera ut vissa frekvenser. En induktor lagrar energi i ett magnetfält, vilket bevarar ström över kretsen.

Skillnader mellan kondensatorer och induktorer

1. Fysisk design av kondensatorer vs. induktorer

Kondensatorer har två ledande plattor som typiskt separeras av ett dielektriskt material som tjänar som en isolator. I teorin kan ett luftgap separera plattorna, men denna design är extremt ineffektiv på grund av energiförlust. Vanliga typer av kondensatorer är:

• Keramiska kondensatorer
• Tantalkondensatorer
• Elektrolytkondensatorer

En induktor är helt enkelt en tråd, nästan alltid spolad, med två terminaler. Induktorer kan kopplas, kan ha specialhus och kan ha olika kärnmaterial i spolen. De minsta spolarna tenderar att vara mycket större än de minsta kondensatorerna, eftersom den spolade ledningen tar upp mycket mer utrymme än de tunna skikten på kondensatorns plattor. Emellertid har ytmonteringsinduktorer blivit mycket mindre för att passa små enheter som mobiltelefoner. Några typiska typer av induktorer innefattar:

• Flerskiktsinduktorer
• Kopplade induktorer
• Gjutna induktorer
• RF induktorer
• Chokes
• Ytmonteringsinduktorer

2. Typ av lagringsfält i kondensatorer vs. induktorer

Kondensatorer lagrar energi i ett elektriskt fält.

Induktorer lagrar energi i ett magnetfält.

3. Spänning vs. Ström

I en kondensator beräknas energi i spänning. Spänningen bestäms som skillnaden i potentiell energi mellan de två separerade plattorna. En kondensator motstår förändringar i spänning genom lagring av energi i det elektriska fält som skapas av plattorna och gapet. När en ström appliceras på kretsen ackumuleras laddningar på kondensatorns plattor. Spänningen kan därför inte ändras omedelbart över en kondensator.

• En ström kan inte passera över kondensatorns plattor.

I en induktor beräknas energi i form av ström. En induktor motstår förändringar i strömmen i kretsen. När en konstant ström går genom induktorn skapas ett magnetfält. Som en egenskap av magnetfältet, när strömmen plötsligt ökar eller minskar, förändras strömmen i magnetfältet i motsatt riktning. Detta motstår, eller hindrar, strömförändringen över kretsen. Induktorn hämmar strömmen från att ändras omedelbart.

• En ström kan passera genom en induktans tråd, men det kommer att skapa ett magnetfält som det gör.

4. AC och DC Strömmar

Om en växelström används på en krets med en kondensator och ett motstånd, kommer spänningen (eller EMF) att ligga bakom strömmen (beroende på kapacitans och frekvens), eftersom kondensatorn motstår spänningsförändringar. Om en likströmskrets appliceras istället kommer strömmen att börja högt och sönderfallas till 0. I detta fall ackumuleras laddningen på kondensatorn när strömmen fortsätter tills den potentiella skillnaden i kondensatorn är för stor av en motstridande kraft för strömmen.

Om en växelström är ansluten till en krets med en induktor och ett motstånd, kommer strömmen att ligga bakom spänningen (beroende på induktans och frekvens), eftersom induktorn motstår strömförändringar. Med en likströmsström som används kommer strömmen att starta låg och öka till ett stadigt tillstånd, som en invers mot kondensatorn. Detta beror på att magnetfältet i induktorn motstår den plötsliga strömförändringen som uppstår när likströmmen slås på. När strömmen är avstängd, kommer magnetfältet att motstå förändringen igen.

5. Frekvenser av kondensatorer och induktorer

Kondensatorer är bäst för att genomföra högfrekventa signaler. De kan användas för att blockera lågfrekvenssignaler eller ljud. Kondensatorns storlek kan ändra frekvensområdet som filtreras ut, och olika storlekar av kondensatorer kan kombineras.

Induktorer bedriver bäst vid lågnivåfrekvenser och filtrerar ut högfrekventa signaler och svängningar. Induktorer kan användas i kombination med kondensatorer för att begränsa frekvensområdet i kretsen.

6. Tillämpningar av kondensatorer och induktorer

Eftersom kondensatorer fungerar bra vid höga frekvenser används de vanligtvis i högspänningsaggregat, där de kan filtrera bort ljud. Traditionellt har de använts i situationer där mycket stora kapacitans och effektnivåer har behövts, såsom i radar. De används också för elektronik som radioapparater som använder oscillerande signaler, i vilka en platta i kondensatorn kan laddas ur och den andra kan ladda omedelbart. Kondensatorer placeras också vanligen bredvid mikrochips för att blockera störningar från likspänningssignaler; i detta fall är de kopplingskondensatorer.

Induktorer är populära över ett brett utbud av moderna elektronik och apparater. TV, radio och tändstift är alla vardagliga användningar för induktorer. I situationer där frekvenser eller resonans är viktiga kan induktorer kombineras med kondensatorer och motstånd för att förstärka eller begränsa oscillationerna i kretsen. Traditionella induktorer är vanligtvis för stora för att användas med moderna mikrochips, men ytmonterade induktorer tillverkas tillräckligt små för dagens elektronik. Andra induktortyper har ytterligare funktioner, till exempel användning av kopplade induktorer i transformatorer.

Tabell över skillnader mellan kondensatorer och induktorer

Funktion	Kondensator	Induktor
Lagringsfält	Elektriskt fält	Magnetiskt fält
Motstår spänning eller ström	Spänning	Nuvarande
Utför en ström	Nej	Ja
Växelström	Spänningslager	Nuvarande Lags
Likströmsström	Nuvarande minskningar över tiden	Nuvarande ökar över tiden
Bästa frekvensen för ledning	Högfrekvenser	Lågfrekvenser

Sammanfattning av kondensatorer vs. induktorer

• Kondensatorer och induktorer är likartade elektriska komponenter som hindrar strömmen i en krets; till skillnad från ett motstånd, lagrar de energin i stället för att sprida den.
• En kondensator lagrar energi i ett elektriskt fält, medan en induktor lagrar energi i ett magnetfält.
• Kondensatorer motstår förändringar i spänning och ström passerar inte genom dem; induktorer motstår förändringar i ström och beteende.
• Kondensatorer fungerar bäst vid högfrekvenser och induktorer fungerar bäst vid låga frekvenser; De kan kombineras för att filtrera bort oönskade signaler eller frekvenser.