Unterschied zwischen Induktivität und Kapazität

Schlüsselunterschied - Induktivität gegen Kapazität
 

Induktivität und Kapazität sind zwei der primären Eigenschaften von RLC -Schaltungen. Induktoren und Kondensatoren, die mit Induktivität bzw. Kapazität verbunden sind, werden üblicherweise in Wellenformgeneratoren und analogen Filtern verwendet. Der Hauptunterschied zwischen Induktivität und Kapazität ist das Induktivität ist eine Eigenschaft eines Stromtransportleiters, der ein Magnetfeld um den Leiter erzeugt wohingegen Die Kapazität ist eine Eigenschaft eines Geräts zum Halten und Speichern von elektrischen Gebühren.

INHALT
1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist Induktivität
3. Was ist Kapazität?
4. Seite an Seitenvergleich - Induktivität gegen Kapazität
5. Zusammenfassung

Was ist Induktivität?

Die Induktivität ist die „Eigenschaft eines elektrischen Leiters, durch den eine Stromänderung durch sie eine elektromotive Kraft im Leiter selbst induziert“ “.  Wenn ein Kupferdraht um einen Eisenkern gewickelt ist und die beiden Ränder der Spule an den Batterieklemmen platziert werden, wird die Spulenbaugruppe zum Magneten. Dieses Phänomen tritt aufgrund der Eigenschaft der Induktivität auf.

Theorien der Induktivität

Es gibt mehrere Theorien, die das Verhalten und die Eigenschaften der Induktivität eines aktuellen Transportleiters beschreiben. Eine vom Physiker Hans Christian Ørsted erfundene Theorie gibt an, dass ein Magnetfeld b um den Leiter erzeugt wird, wenn ein konstanter Strom i durchgeht. Da sich der Strom ändert, auch das Magnetfeld. Ørsteds Gesetz wird als erste Entdeckung der Beziehung zwischen Elektrizität und Magnetismus angesehen. Wenn der Strom vom Beobachter wegfließt, ist die Richtung des Magnetfelds im Uhrzeigersinn.

Abbildung 01: Gesetz von Oersted

Entsprechend Faradays Induktionsgesetz, Ein sich ändernder Magnetfeld induziert eine elektromotive Kraft (EMF) in nahe gelegenen Leitern. Diese Änderung des Magnetfelds ist relativ zum Leiter, dh entweder das Feld kann variieren, oder der Leiter kann sich durch ein stetiges Feld bewegen. Dies ist die grundlegendste Grundlage für elektrische Generatoren.

Die dritte Theorie ist Lenzs Gesetz, Dies besagt, dass die erzeugte EMF im Dirigenten der Änderung des Magnetfeldes widerspricht. Wenn beispielsweise ein leitender Draht in ein Magnetfeld platziert wird und das Feld reduziert ist, wird eine EMF nach dem Faraday -Gesetz in eine Richtung induziert, in der der induzierte Strom das reduzierte Magnetfeld rekonstruiert wird. Wenn die Änderung des externen Magnetfelds Dφ Konstruiert, die EMF (ε) wird in die entgegengesetzte Richtung induzieren. Diese Theorien wurden zu vielen Geräten gegründet. Diese EMF-Induktion im Dirigenten selbst wird als Selbstinduktivität der Spule bezeichnet, und die Variation des Stroms in einer Spule könnte auch einen Strom in einem anderen nahe gelegenen Leiter induzieren. Dies wird als gegenseitige Induktivität bezeichnet.

ε = -dφ/dt

Hier zeigt das negative Vorzeichen die Opposition des EMG gegen die Änderung des Magnetfeldes.

Einheiten der Induktivität und Anwendung

Die Induktivität wird in Henry (H) gemessen, der SI -Einheit, benannt nach Joseph Henry, der die Induktion unabhängig entdeckte. Die Induktivität wird in elektrischen Schaltungen nach dem Namen Lenz als "L" bezeichnet.

Von der klassischen elektrischen Glocke bis zur modernen Techniken zur Übertragung der drahtlosen Kraft war die Induktion das Grundprinzip in vielen Innovationen. Wie zu Beginn dieses Artikels erwähnt, wird die Magnetisierung einer Kupferspule für elektrische Glocken und Relais verwendet. Ein Relais wird verwendet, um große Ströme mit einem sehr kleinen Strom zu wechseln, der eine Spule magnetisiert, die einen Pol des großen Stroms anzieht. Ein weiteres Beispiel ist der Trip -Switch oder der Reststromschalter (RCCB). Dort werden die lebenden und neutralen Drähte der Versorgung durch getrennte Spulen geleitet, die den gleichen Kern teilen. In einem normalen Zustand ist das System ausgewogen. Bei einer Stromverlust in der Heimkreis wird der Strom in den beiden Spulen unterschiedlich, was ein unausgeglichenes Magnetfeld im gemeinsamen Kern macht. Somit zieht ein Schalterpol den Kern an, der die Schaltung plötzlich trennen. Darüber hinaus eine Reihe anderer Beispiele wie Transformator, RF-ID-System, Mobilfunk-Lademethode, Induktionskocher usw. könnte gegeben werden.

Induktoren zögern auch zu plötzlichen Veränderungen der Strömungen durch sie. Daher würde ein Hochfrequenzsignal keinen Induktor durchlaufen; Nur langsam wechselnde Komponenten würden passieren. Dieses Phänomen wird bei der Gestaltung von Analogfilterschaltungen mit Tiefpassanschlüssen verwendet.

Was ist Kapazität??

Die Kapazität eines Geräts misst die Fähigkeit, eine elektrische Ladung zu halten. Ein Grundkondensator besteht aus zwei dünnen Filmen aus metallischem Material und einem dielektrischen Material, das dazwischen liegt. Wenn eine konstante Spannung auf die beiden Metallplatten aufgetragen wird, werden entgegengesetzte Ladungen auf sie gespeichert. Diese Gebühren bleiben auch dann, wenn die Spannung entfernt wird. Wenn der Widerstand R die beiden Platten des geladenen Kondensators angeschlossen ist. Die Kapazität C des Geräts ist definiert als das Verhältnis zwischen der Ladung (Q) es gilt und die angelegte Spannung, v, es aufladen. Die Kapazität wird von Farads (f) gemessen.

C = q/v

Die Zeit, die zum Aufladen des Kondensators benötigt wird, wird durch die Zeitkonstante gemessen in: r x c. Hier ist R der Widerstand entlang des Ladewegs. Zeitkonstante ist die Zeit, die der Kondensator für 63% seiner maximalen Kapazität benötigt.

Eigenschaften von Kapazität und Anwendung

Kondensatoren reagieren nicht auf konstante Strömungen. Bei der Aufladung des Kondensators variiert der Strom, bis er vollständig aufgeladen ist, aber danach geht der Strom den Kondensator nicht entlang. Dies liegt daran, dass die dielektrische Schicht zwischen den Metallplatten den Kondensator zu einem "Off-Switch" macht. Die Kondensatorantworten auf unterschiedliche Strömungen. Wie abwechselnden Strom könnte die Änderung der Wechselstromspannung einen Kondensator weiter aufladen oder entladen. Dieser Effekt wird verwendet, um Hochpass-analoge Filter zu entwerfen.

Darüber hinaus gibt es auch negative Auswirkungen auf die Kapazität. Wie bereits erwähnt, machen die Gebühren, die Strom in Leitern tragen. Dieser Effekt wird als als bezeichnet Streukapazität. In Kraftübertragungsleitungen kann die Streunerkapazität sowohl zwischen jeder Linie als auch zwischen den Linien und der Erde auftreten, stützende Strukturen usw. Aufgrund der großen Ströme, die von ihnen getragen wurden.

Abbildung 02: Parallelplattenkondensator

 Was ist der Unterschied zwischen Induktivität und Kapazität?

Zusammenfassung - Induktivität gegen Kapazität

Induktivität und Kapazität sind unabhängige Eigenschaften von zwei verschiedenen elektrischen Komponenten. Während die Induktivität eine Eigenschaft eines Stromleiters zum Bau eines Magnetfeldes ist, ist Kapazität ein Maß für die Fähigkeit eines Geräts, elektrische Ladungen zu halten. Beide Eigenschaften werden in verschiedenen Anwendungen als Grundlage verwendet. Trotzdem werden diese auch in Bezug auf Stromverluste zu einem Nachteil. Die Reaktion von Induktivität und Kapazität auf unterschiedliche Ströme zeigt das entgegengesetzte Verhalten an. Im Gegensatz zu Induktoren, die sich langsam verändernde Wechselspannungen passieren. Dies ist der Unterschied zwischen Induktivität und Kapazität.

Referenz:
1.Sears, f. W., & Zemansky, m. W. (1964). Universitätsphysik.Chicago
2.Kapazität. (N.D.). Abgerufen am 30. Mai 2017 von http: // www.Physbot.CO.Großbritannien/Kapazität.html
3.Elektromagnetische Induktion. (2017, 03. Mai). Abgerufen am 30. Mai 2017 von https: // en.Wikipedia.org/wiki/elektromagnetisch_induktion#faraday.27S_LAW_OF_INDUCTION_AND_LENZ.27S_LAW

Bild mit freundlicher Genehmigung:
1. „Elektromagnetismus“ von Benutzer: Stännered - Bild: Elektromagnetismus.PNG (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Parallelplattenkondensator" von Inducuktivoad - eigene Zeichnung (Public Domain) über Commons Wikimedia