Sự khác biệt chính - Tụ điện so với cuộn cảm

Tụ điện và cuộn cảm đều là thành phần mạch chống lại sự thay đổi của dòng điện trong mạch. Các Sự khác biệt chính giữa tụ điện và cuộn cảm là tụ điện lưu trữ năng lượng dưới dạng điện trường trong khi một tôinductor lưu trữ năng lượng dưới dạng từ trường.

Tụ điện là gì

Tụ điện là một thiết bị có thể tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường. Dạng đơn giản nhất của tụ điện bao gồm hai bản dẫn song song được ngăn cách bởi một chất cách điện (chất “điện môi”) giữa chúng.

Cấu trúc của tụ điện

Khi một tụ điện được kết nối với một mạch điện, các điện tích dư thừa sẽ tích tụ trên các bản của tụ điện. Hai bản cực thu được các điện tích trái dấu như nhau. Kết quả là, một điện trường phát triển trên các tấm.

Điện dung

được định nghĩa là tỷ lệ phí

được lưu trữ trong bản tụ điện đến hiệu điện thế

qua tụ điện.

Nếu các tấm song song có diện tích bề mặt

mỗi người và chúng cách nhau một khoảng cách

với một chất điện môi có điện tích cho phép

giữa chúng, khi đó điện dung của các bản được cho bởi

Năng lượng

được lưu trữ trong một tụ điện có điện dung

khi nó có một sự khác biệt tiềm ẩn

trên nó được đưa ra bởi:

Nếu mắc nối tiếp tụ điện với điện trở trong mạch điện một chiều thì khi bật mạch điện sẽ có dòng điện chạy qua. Tuy nhiên, khi các điện tích tích tụ trên các tụ điện, sự chênh lệch tiềm năng phát triển giữa chúng chống lại sự khác biệt tiềm năng đang thúc đẩy dòng điện. Vì sự chênh lệch tiềm năng của tụ điện tích tụ, dòng điện giảm dần theo cấp số nhân và cuối cùng dòng điện dừng lại. Nếu một tụ điện được nối với một mạch xoay chiều, thì điện dung làm cho dòng điện dẫn emf.

Cuộn cảm là gì

Cuộn cảm là một thiết bị có thể lưu trữ năng lượng dưới dạng từ trường. Dạng đơn giản nhất của cuộn cảm bao gồm một cuộn dây dẫn.

Một số loại cuộn cảm khác nhau

Khi một cuộn cảm được nối với một mạch điện, một dòng điện chạy qua các cuộn dây trong vật dẫn. Vì từ trường hình thành xung quanh các điện tích chuyển động, một từ trường hình thành bên trong cuộn dây. Nếu từ thông qua cuộn dây cho bởi

và nếu cuộn dây có

quay và cường độ dòng điện chạy quanh cuộn dây là

sau đó điện cảm

được đưa ra bởi:

Năng lượng từ trường được lưu trữ trong cuộn cảm có độ tự cảm

mang một dòng điện

được đưa ra bởi:

Nếu mắc một cuộn cảm vào mạch điện một chiều nối tiếp với một điện trở thì khi bật mạch và bắt đầu có dòng điện chạy trong các cuộn dây của cuộn cảm thì từ thông trên cuộn dây đó có sự thay đổi. Theo định luật Faraday và Lenz, một EMF sẽ phát triển trên cuộn cảm chống lại sự gia tăng dòng điện. Sự phản đối mạnh hơn khi công tắc vừa được bật, nhưng sẽ yếu hơn khi tốc độ thay đổi dòng điện giảm. Cuối cùng, một dòng điện ổn định chạy trong mạch. Nếu tắt mạch DC, khi dòng điện qua các cuộn dây của cuộn cảm giảm, lại có tốc độ thay đổi của từ trường trên cuộn dây và do đó cuộn cảm sẽ chống lại sự giảm dòng điện. Hình dưới đây cho thấy những thay đổi này trong hiện tại diễn ra như thế nào:

Một cuộn cảm trong mạch một chiều

Khi một cuộn cảm được kết nối với một mạch xoay chiều, điện kháng quy nạp làm cho dòng điện trễ hơn EMF.

Sự khác biệt giữa tụ điện và cuộn cảm

Lưu trữ năng lượng:

Tụ điện tích trữ năng lượng dưới dạng điện trường.

Cuộn cảm tích trữ năng lượng dưới dạng từ trường.

Đặc điểm của tụ điện và cuộn cảm:

Trong mạch DC:

Khi một tụ điện mắc nối tiếp với một điện trở trong mạch điện một chiều và bật mạch thì dòng điện lúc đầu có cường độ cao nhưng sau đó giảm về không theo cấp số nhân.

Khi một cuộn cảm được mắc nối tiếp với một điện trở trong đoạn mạch điện một chiều và bật mạch, lúc đầu dòng điện nhỏ nhưng dòng điện tăng dần theo thời gian.

Trong mạch AC:

Khi một tụ điện được thêm vào một mạch AC, nó làm cho dòng điện dẫn EMF.

Nếu một cuộn cảm được thêm vào một mạch AC, nó làm cho dòng điện trễ hơn EMF.

Hiện hành:

Không có dòng điện nào đi qua tụ điện tấm.

Tuy nhiên, dòng điện đi qua các cuộn dây trong một cuộn cảm.

Hình ảnh lịch sự:

“Sơ đồ của một tụ điện bản song song với một miếng đệm điện môi…” của Papa November (phiên bản SVG tự tạo của Hình ảnh: Di Electro.png, kết hợp Hình ảnh: Capacitor schematic.svg làm cơ sở của nó.) [CC BY-SA 3.0], thông qua Wikimedia Commons

“Linh kiện điện tử - các cuộn cảm nhỏ khác nhau” của tôi (Ảnh) [CC BY-SA 3.0], qua Wikimedia Commons