Induktivität und Kapazität sind grundlegende Konzepte der Elektrotechnik und spielen in elektronischen Schaltkreisen eine entscheidende Rolle. Das Verständnis dieser beiden Eigenschaften ist für den Entwurf und die Analyse von Schaltkreisen von entscheidender Bedeutung, da sie das Verhalten von Komponenten und den Fluss elektrischer Energie bestimmen. In diesem Artikel werden wir uns mit den Definitionen von Induktivität und Kapazität befassen, ihre wichtigsten Unterschiede hervorheben und die Gleichungen bereitstellen, die ihr Verhalten steuern.
Induktivität
Unter Induktivität versteht man die inhärente Eigenschaft eines Leiters, jeglichen Änderungen des durch ihn fließenden Stroms standzuhalten. Die Induktivität eines Leiters wird durch die Anzahl der Windungen im Leiter und die Permeabilität des Materials, aus dem er besteht, bestimmt. Die Gleichung, die die Beziehung zwischen Induktivität, Windungszahl und Permeabilität beschreibt, lautet wie folgt:
Das Symbol „L“ steht für die in Henry (H) gemessene Induktivität, „N“ bezeichnet die Anzahl der Windungen im Leiter, „µ“ bezeichnet die Permeabilität des Leitermaterials und „A“ stellt die Querschnittsfläche des Leiters dar Dirigent.
Kapazität
Kapazität ist die Eigenschaft zweier Leiter, die Energie in einem elektrischen Feld speichern, wenn an ihnen eine Spannung angelegt wird. Das Farad (F) ist die Einheit zur Messung der Kapazität. Die Kapazität, die sich auf zwei Leiter bezieht, ist direkt proportional sowohl zur Fläche der Leiter als auch zur Permittivität des dazwischen liegenden Materials. Die Kapazitätsgleichung lautet:
Das Symbol „C“ gibt die Kapazität an, gemessen in Farad (F), während das Symbol „ε“ die Permittivität des zwischen den Leitern vorhandenen Materials darstellt. Das Symbol „A“ bezeichnet die Fläche der Leiter, während das Symbol „d“ den Abstand zwischen ihnen angibt.
Unterschied zwischen Induktivität und Kapazität
Der Hauptunterschied zwischen Induktivität und Kapazität liegt in ihrem Verhalten: Die Induktivität widersteht Änderungen im Stromfluss, während die Kapazität Energie in einem elektrischen Feld speichert. Die Induktivität ist ebenfalls eine Eigenschaft eines einzelnen Leiters, während die Kapazität eine Eigenschaft zweier Leiter ist.
| Unterschiede | Kondensator | Induktor |
|---|---|---|
| Funktion | Speichert und gibt elektrische Ladung ab. | Widersetzt sich Änderungen im Strom. |
| Reaktanz | Kapazitive Reaktanz (nimmt mit der Frequenz ab). | Induktiver Blindwiderstand (steigt mit der Frequenz). |
| Energiespeicher | Elektrisches Feld | Magnetfeld |
| Phasenverschiebung | Induziert eine 90-Grad-Phasenverschiebung der Spannung im Verhältnis zum Strom. | Induziert eine 90-Grad-Phasenverschiebung des Stroms gegenüber der Spannung. |
| Anwendung | Filterung, Timing, Energiespeicherung. | Filterung, Energiespeicherung, Transformatoren. |
| Zeitreaktion | Reagiert sofort auf Spannungsänderungen. | Widersteht sofortigen Stromänderungen. |
Abschluss
Induktivität und Kapazität sind grundlegende elektrische Eigenschaften, die in elektronischen Schaltkreisen eine entscheidende Rolle spielen. Induktivitäten weisen eine Induktivität auf und wirken Änderungen im Stromfluss entgegen, während Kondensatoren eine Kapazität aufweisen und elektrische Ladung speichern.