Verschil tussen condensatoren en smoorspoelen

Wat zijn condensatoren??

Condensatoren zijn elektrische componenten, vergelijkbaar met weerstanden en inductoren, die de stroom in een circuit belemmeren. In tegenstelling tot een weerstand die de stroom dissipeert, slaat een condensator energie op om de spanning in het circuit te behouden. Condensatoren gebruiken een elektrisch veld om energie op te slaan.

Wat zijn inductoren?

Net als condensatoren zijn inductoren elektrische componenten die in een circuit worden gebruikt om veranderingen in de stroom te verhinderen of bepaalde frequenties weg te filteren. Een inductor slaat energie op in een magnetisch veld, dat de stroom over het circuit bewaart.

Verschillen tussen condensatoren en inductoren

1. Fysisch ontwerp van condensatoren versus inductoren

Condensatoren hebben twee geleidende platen die meestal worden gescheiden door een diëlektrisch materiaal dat als een isolator dient. In theorie kan een luchtspleet de platen scheiden, maar dit ontwerp is uiterst inefficiënt als gevolg van energieverlies. Veel voorkomende typen condensatoren zijn:

• Keramische condensatoren
• Tantaalcondensatoren
• Elektrolytische condensatoren

Een inductor is gewoon een draad, bijna altijd opgerold, met twee klemmen. Inductoren kunnen worden gekoppeld, kunnen speciale behuizing hebben en kunnen verschillende kernmaterialen in de spoel hebben. De kleinste inductoren zijn vaak veel groter dan de kleinste condensatoren, omdat de opgerolde draad veel meer ruimte in beslag neemt dan de dunne lagen van de condensatorplaten. Echter, opbouw smoorspoelen zijn veel kleiner geworden om op kleine apparaten zoals mobiele telefoons te passen. Enkele typische soorten inductoren zijn onder meer:

• Multilayer smoorspoelen
• Gekoppelde smoorspoelen
• Gegoten inductoren
• RF-inductoren
• Spoelen
• Opbouw smoorspoelen

2. Soort opslagveld in condensatoren versus inductoren

Condensatoren slaan energie op in een elektrisch veld.

Inductoren slaan energie op in een magnetisch veld.

3. Spanning versus stroom

In een condensator wordt energie berekend in termen van spanning. De spanning wordt bepaald als het verschil in potentiële energie tussen de twee gescheiden platen. Een condensator is bestand tegen veranderingen in de spanning door energie op te slaan in het elektrische veld dat door de platen en tussenruimte wordt gecreëerd. Als een stroom wordt toegepast op het circuit, accumuleren ladingen op de platen van de condensator. Daarom kan de spanning niet onmiddellijk over een condensator veranderen.

• Een stroom kan de platen van een condensator niet passeren.

In een inductor wordt energie berekend in termen van stroom. Een inductor weerstaat veranderingen in stroom in het circuit. Wanneer een constante stroom door de inductor wordt geleid, wordt een magnetisch veld gecreëerd. Als een eigenschap van het magnetisch veld, wanneer de stroom plotseling stijgt of daalt, zal de stroom binnen het magnetisch veld in de tegenovergestelde richting veranderen. Dit weerstaat, of belemmert, de stroomverandering in het circuit. De inductor verhindert dat de stroom onmiddellijk verandert.

• Een stroom kan door de draad van een spoel passeren, maar het zal een magnetisch veld creëren terwijl het dit doet.

4. AC en DC stromen

Als een wisselstroom wordt toegepast op een circuit met een condensator en een weerstand, zal de spanning (of EMF) achterblijven bij de stroom (afhankelijk van de capaciteit en frequentie), omdat de condensator weerstand biedt tegen veranderingen in de spanning. Als er in plaats daarvan een DC-circuit wordt toegepast, begint de stroom hoog en vervalt tot 0. In dit geval accumuleert de lading op de condensator terwijl de stroom doorgaat totdat het potentiaalverschil binnen de condensator te groot is van een tegenkracht voor de stroom.

Als een AC-stroom wordt toegepast op een circuit met een inductor en een weerstand, loopt de stroom achter op de spanning (afhankelijk van de inductiviteit en frequentie), omdat de spoel weerstand biedt tegen stroomwisselingen. Met een DC-stroom aangelegd, zal de stroom laag beginnen en toenemen naar een stabiele toestand, als een inverse van de condensator. Dit gebeurt omdat het magnetische veld in de inductor weerstand biedt aan de plotselinge stroomverandering die optreedt wanneer de gelijkstroom wordt ingeschakeld. Als de stroom is uitgeschakeld, weerstaat het magnetische veld de verandering.

5. Frequenties van condensatoren en smoorspoelen

Condensatoren zijn het best voor het uitvoeren van hoogfrequente signalen. Ze kunnen worden gebruikt om laagfrequente signalen of ruis te blokkeren. De grootte van de condensator kan het bereik van de frequenties die worden uitgefilterd, veranderen en condensators van verschillende grootten kunnen worden gecombineerd.

Inductoren werken het beste op lage frequenties en filteren hoogfrequente signalen en oscillaties uit. Inductoren kunnen in combinatie met condensatoren worden gebruikt om het frequentiebereik in het circuit te beperken.

6. Toepassingen van condensatoren en smoorspoelen

Omdat condensatoren goed presteren bij hoge frequenties, worden ze vaak gebruikt in hoogspanningsvoedingen, waar ze ruis kunnen filteren. Traditioneel zijn ze gebruikt in situaties waar zeer grote capacitantie- en vermogensniveaus nodig waren, zoals op radar. Ze worden ook gebruikt voor elektronica zoals radio's die oscillerende signalen gebruiken, waarbij één plaat van de condensator kan ontladen en de andere onmiddellijk kan opladen. Condensatoren worden ook vaak naast microchips geplaatst om interferentie van DC-signalen te blokkeren; in dit geval ontkoppelen ze condensatoren.

Inductoren zijn populair in een breed scala van moderne elektronica en apparaten. Tv's, radio's en bougies zijn allemaal dagelijkse toepassingen voor inductoren. In situaties waar frequenties of resonantie belangrijk zijn, kunnen inductoren worden gecombineerd met condensatoren en weerstanden om de oscillaties in het circuit te versterken of te beperken. Traditionele inductoren zijn meestal te groot om te worden gebruikt met moderne microchips, maar opbouw-inductors worden klein genoeg gemaakt voor de hedendaagse elektronica. Andere typen inductor hebben extra mogelijkheden, zoals het gebruik van gekoppelde smoorspoelen in transformatoren.

Tabel met verschillen tussen condensatoren en smoorspoelen

Voorzien zijn van	Condensator	Inductor
Opslag veld	Elektrisch veld	Magnetisch veld
Weerstaat spanning of stroom	Spanning	Stroom
Voert een stroom uit	Nee	Ja
Wisselstroom	Voltage Lags	Huidige vertragingen
DC Stroom	Huidige dalingen in de loop van de tijd	Huidige toename na verloop van tijd
Beste frequentie voor geleiding	Hoge frequenties	Lage frequenties

Samenvatting van condensators versus inductoren

• Condensatoren en inductoren zijn soortgelijke elektrische componenten die de stroom in een circuit belemmeren; in tegenstelling tot een weerstand slaan ze de energie op in plaats van deze te dissiperen.
• Een condensator slaat energie op in een elektrisch veld, terwijl een inductor energie opslaat in een magnetisch veld.
• Condensatoren verzetten zich tegen veranderingen in spanning en stroom gaat er niet doorheen; inductoren weerstaan ​​veranderingen in stroom en gedrag.
• Condensatoren werken het beste bij hoge frequenties en inductoren werken het beste bij lage frequenties; ze kunnen worden gecombineerd om ongewenste signalen of frequenties uit te filteren.