Induktanssi ja kapasitanssi ovat sähkötekniikan peruskäsitteitä ja niillä on keskeinen rooli elektroniikkapiireissä. Näiden kahden ominaisuuden ymmärtäminen on välttämätöntä piirien suunnittelussa ja analysoinnissa, koska ne säätelevät komponenttien käyttäytymistä ja sähköenergian virtausta. Tässä artikkelissa perehdymme induktanssin ja kapasitanssin määritelmiin, korostamme niiden keskeisiä eroja ja tarjoamme yhtälöt, jotka ohjaavat niiden käyttäytymistä.
Induktanssi
Induktanssi viittaa johtimen luontaiseen ominaisuuteen, joka vastustaa sen läpi kulkevan virran muutoksia. Johtimen induktanssi määräytyy johtimen kierrosten lukumäärän ja materiaalin, josta se on valmistettu, läpäisevyyden mukaan. Induktanssin, kierrosten lukumäärän ja permeabiliteetin välistä suhdetta kuvaava yhtälö on seuraava:
Symboli 'L' tarkoittaa induktanssia mitattuna Henryllä (H), 'N' tarkoittaa kierrosten lukumäärää johtimessa, 'µ' tarkoittaa johtimen materiaalin läpäisevyyttä ja 'A' tarkoittaa johtimen poikkileikkausalaa. kapellimestari.
Kapasitanssi
Kapasitanssi on kahden johtimen ominaisuus, jotka varastoivat energiaa sähkökenttään, kun niiden yli syötetään jännite. Farad (F) on kapasitanssin mittausyksikkö. Kapasitanssi, joka liittyy kahteen johtimeen, on suoraan verrannollinen sekä johtimien pinta-alaan että niiden välissä olevan materiaalin permittiivisyyteen, kapasitanssin yhtälö on:
Symboli “C” ilmaisee kapasitanssia mitattuna Faradeina (F), kun taas symboli “ε” edustaa johtimien välissä olevan materiaalin permittiivisyyttä. Symboli 'A' tarkoittaa johtimien pinta-alaa, kun taas symboli 'd' tarkoittaa niiden välistä etäisyyttä.
Ero induktanssin ja kapasitanssin välillä
Ensisijainen ero induktanssin ja kapasitanssin välillä on niiden käyttäytyminen: induktanssi vastustaa virran virtauksen muutoksia, kun taas kapasitanssi varastoi energiaa sähkökenttään. Induktanssi on myös yhden johtimen ominaisuus, kun taas kapasitanssi on kahden johtimen ominaisuus.
| Erot | Kondensaattori | Induktori |
|---|---|---|
| Toiminto | Varastoi ja vapauttaa sähkövarauksen. | Vastustaa muutoksia nykyisessä. |
| Reaktanssi | Kapasitiivinen reaktanssi (pienenee taajuuden myötä). | Induktiivinen reaktanssi (kasvaa taajuuden myötä). |
| Energia varasto | Sähkökenttä | Magneettikenttä |
| Vaiheen siirto | Aiheuttaa 90 asteen vaihesiirron jännitteessä suhteessa virtaan. | Aiheuttaa 90 asteen vaihesiirron virrassa jännitteen suhteen. |
| Sovellus | Suodatus, ajoitus, energian varastointi. | Suodatus, energian varastointi, muuntajat. |
| Aikavaste | Reagoi välittömästi jännitteen muutoksiin. | Kestää virran muutoksia välittömästi. |
Johtopäätös
Induktanssi ja kapasitanssi ovat sähköisiä perusominaisuuksia, joilla on keskeinen rooli elektroniikkapiireissä. Induktorit osoittavat induktanssia ja vastustavat muutoksia virtauksessa, kun taas kondensaattorit osoittavat kapasitanssia ja varastoivat sähkövarausta.