Indukcyjność i pojemność są podstawowymi pojęciami w elektrotechnice i odgrywają kluczową rolę w obwodach elektronicznych. Zrozumienie tych dwóch właściwości jest niezbędne do projektowania i analizowania obwodów, ponieważ regulują one zachowanie komponentów i przepływ energii elektrycznej. W tym artykule zagłębimy się w definicje indukcyjności i pojemności, podkreślimy ich kluczowe różnice i przedstawimy równania rządzące ich zachowaniem.
Indukcyjność
Indukcyjność odnosi się do nieodłącznej cechy przewodnika, który jest odporny na wszelkie zmiany przepływającego przez niego prądu. Indukcyjność przewodnika zależy od liczby zwojów przewodnika i przepuszczalności materiału, z którego jest wykonany. Równanie opisujące zależność między indukcyjnością, liczbą zwojów i przepuszczalnością jest następujące:
Symbol „L” oznacza indukcyjność mierzoną w henrach (H), „N” oznacza liczbę zwojów przewodnika, „µ” oznacza przepuszczalność materiału przewodnika, a „A” oznacza pole przekroju poprzecznego przewodnika konduktor.
Pojemność
Pojemność jest właściwością dwóch przewodników, które przechowują energię w polu elektrycznym, gdy przyłożone jest do nich napięcie. Farad (F) jest jednostką wyznaczoną do pomiaru pojemności. Pojemność, która odnosi się do dwóch przewodników, jest wprost proporcjonalna zarówno do powierzchni przewodników, jak i przenikalności elektrycznej materiału znajdującego się między nimi, równanie pojemności jest następujące:
Symbol „C” oznacza pojemność mierzoną w faradach (F), podczas gdy symbol „ε” oznacza przenikalność elektryczną materiału znajdującego się między przewodami. Symbol „A” oznacza powierzchnię przewodów, a symbol „d” odległość między nimi.
Różnica między indukcyjnością a pojemnością
Podstawowa różnica między indukcyjnością a pojemnością polega na ich zachowaniu: indukcyjność jest odporna na zmiany przepływu prądu, podczas gdy pojemność przechowuje energię w polu elektrycznym. Indukcyjność jest również właściwością pojedynczego przewodnika, podczas gdy pojemność jest właściwością dwóch przewodników.
| Różnice | Kondensator | Induktor |
|---|---|---|
| Funkcjonować | Przechowuje i uwalnia ładunek elektryczny. | Sprzeciwia się zmianom prądu. |
| Reaktancja | Reaktancja pojemnościowa (spada wraz z częstotliwością). | Reaktancja indukcyjna (rośnie wraz z częstotliwością). |
| Magazynowanie energii | Pole elektryczne | Pole magnetyczne |
| Przesunięcie fazowe | Wywołuje przesunięcie fazowe o 90 stopni w napięciu w stosunku do prądu. | Wywołuje przesunięcie fazowe prądu względem napięcia o 90 stopni. |
| Aplikacja | Filtrowanie, synchronizacja, magazynowanie energii. | Filtrowanie, magazynowanie energii, transformatory. |
| Czas reakcji | Błyskawicznie reaguje na zmiany napięcia. | Natychmiast opiera się zmianom prądu. |
Wniosek
Indukcyjność i pojemność to podstawowe właściwości elektryczne, które odgrywają istotną rolę w obwodach elektronicznych. Cewki indukcyjne wykazują indukcyjność i przeciwstawiają się zmianom przepływu prądu, podczas gdy kondensatory wykazują pojemność i przechowują ładunek elektryczny.