Differenza tra condensatori e induttori

Cosa sono i condensatori?

I condensatori sono componenti elettrici, simili ai resistori e agli induttori, che impediscono la corrente in un circuito. Diversamente da un resistore che dissipa la corrente, tuttavia, un condensatore immagazzina energia per preservare la tensione nel circuito. I condensatori usano un campo elettrico per immagazzinare energia.

Cosa sono gli induttori?

Come i condensatori, gli induttori sono componenti elettrici utilizzati in un circuito per impedire variazioni nella corrente o filtrare determinate frequenze. Un induttore immagazzina energia in un campo magnetico, che preserva la corrente attraverso il circuito.

Differenze tra condensatori e induttori

Progettazione fisica di condensatori e induttori

I condensatori hanno due piastre conduttive che sono normalmente separate da un materiale dielettrico che funge da isolante. In teoria, un traferro può separare le piastre, ma questo design è estremamente inefficiente a causa della perdita di energia. I tipi comuni di condensatori includono:

Condensatori ceramici
Condensatori di tantalio
Condensatori elettrolitici

Un induttore è semplicemente un filo, quasi sempre arrotolato, con due terminali. Gli induttori possono essere accoppiati, possono avere un alloggiamento speciale e possono avere diversi materiali di base all'interno della bobina. Gli induttori più piccoli tendono ad essere molto più grandi dei condensatori più piccoli perché il filo avvolto occupa molto più spazio degli strati sottili delle piastre del condensatore. Tuttavia, gli induttori con montaggio superficiale sono diventati molto più piccoli per adattarsi a piccoli dispositivi come i telefoni cellulari. Alcuni tipi tipici di induttori includono:

Induttori multistrato
Induttori accoppiati
Induttori modellati
Induttori RF
bobine di arresto
Induttori a montaggio superficiale

Tipo di campo di stoccaggio in condensatori e induttori

I condensatori immagazzinano energia in un campo elettrico.

Gli induttori immagazzinano energia in un campo magnetico.

Voltaggio vs. Corrente

In un condensatore, l'energia è calcolata in termini di tensione. La tensione è determinata come la differenza di energia potenziale tra le due piastre separate. Un condensatore resiste alle variazioni di voltaggio immagazzinando energia nel campo elettrico creato dalle piastre e dallo spazio. Quando viene applicata una corrente al circuito, le cariche si accumulano sulle piastre del condensatore. Pertanto, la tensione non può cambiare istantaneamente attraverso un condensatore.

Una corrente non può passare attraverso le piastre di un condensatore.

In un induttore, l'energia è calcolata in termini di corrente. Un induttore resiste alle variazioni di corrente nel circuito. Quando una corrente costante viene attraversata dall'induttore, viene creato un campo magnetico. Come una proprietà del campo magnetico, quando la corrente aumenta improvvisamente o diminuisce, la corrente all'interno del campo magnetico cambierà nella direzione opposta. Questo resiste o impedisce il cambio di corrente attraverso il circuito. L'induttore impedisce alla corrente di cambiare istantaneamente.

Una corrente può passare attraverso il filo di un induttore, ma creerà un campo magnetico mentre lo fa.

Correnti AC e DC

Se una corrente CA viene applicata a un circuito con un condensatore e un resistore, la tensione (o EMF) tarderà indietro rispetto alla corrente (in base alla capacità e alla frequenza), poiché il condensatore resiste alle variazioni di tensione. Se invece viene applicato un circuito CC, la corrente inizierà alta e decadrà a 0. In questo caso, la carica sul condensatore si accumula man mano che la corrente continua fino a quando la differenza di potenziale all'interno del condensatore è troppo grande di una forza opposta per la corrente.

Se una corrente CA viene applicata a un circuito con un induttore e un resistore, la corrente rimarrà indietro rispetto alla tensione (in base all'induttanza e alla frequenza), poiché l'induttore sta resistendo alle variazioni di corrente. Con una corrente CC applicata, la corrente inizia bassa e aumenta fino a uno stato stazionario, inversamente al condensatore. Ciò si verifica perché il campo magnetico nell'induttore sta resistendo all'improvviso cambiamento di corrente che si verifica quando si accende la corrente continua. Quando la corrente è spenta, il campo magnetico resisterà nuovamente al cambiamento.

Frequenze di condensatori e induttori

I condensatori sono i migliori per condurre segnali ad alta frequenza. Possono essere utilizzati per bloccare i segnali a bassa frequenza o il rumore. La dimensione del condensatore può cambiare la gamma di frequenze che vengono filtrate e possono essere combinate diverse dimensioni di condensatori.

Gli induttori si comportano meglio alle frequenze di basso livello e filtrano i segnali e le oscillazioni ad alta frequenza. Gli induttori possono essere utilizzati in tandem con i condensatori per limitare la gamma di frequenze nel circuito.

Applicazioni di condensatori e induttori

Poiché i condensatori funzionano bene alle alte frequenze, sono comunemente usati negli alimentatori ad alta tensione, dove possono filtrare il rumore. Tradizionalmente, sono stati utilizzati in situazioni in cui sono stati necessari livelli di potenza e potenza molto elevati, come nel radar. Sono anche usati per l'elettronica come le radio che usano segnali oscillanti, in cui una piastra del condensatore può scaricarsi e l'altra può caricarsi istantaneamente. I condensatori sono anche comunemente posizionati accanto a microchip per bloccare l'interferenza dai segnali DC; in questo caso, sono i condensatori di disaccoppiamento.

Gli induttori sono apprezzati da un'ampia varietà di dispositivi elettronici ed elettrodomestici moderni. TV, radio e candele sono tutti usi quotidiani per induttori. In situazioni in cui le frequenze o la risonanza sono importanti, gli induttori possono essere combinati con condensatori e resistori per amplificare o limitare le oscillazioni nel circuito. Gli induttori tradizionali sono in genere troppo grandi per essere utilizzati con microchip moderni, ma gli induttori per montaggio superficiale sono prodotti in misura sufficiente per l'elettronica di oggi. Altri tipi di induttori hanno capacità aggiuntive, come l'uso di induttori accoppiati nei trasformatori.

Tabella delle differenze tra condensatori e induttori

caratteristica	Condensatore	induttore
Campo di stoccaggio	Campo elettrico	Campo magnetico
Resiste a tensione o corrente	Voltaggio	attuale
Conduce una corrente	No	sì
Corrente AC	Voltaggio ritardi	Ritardi attuali
Corrente continua	La corrente diminuisce nel tempo	La corrente aumenta nel tempo
Migliore frequenza per conduzione	Frequenze elevate	Frequenze basse

Riepilogo dei condensatori e degli induttori

Condensatori e induttori sono componenti elettrici simili che impediscono la corrente in un circuito; a differenza di un resistore, memorizzano l'energia invece di dissiparla.
Un condensatore immagazzina energia in un campo elettrico, mentre un induttore immagazzina energia in un campo magnetico.
I condensatori resistono ai cambiamenti di tensione e la corrente non li attraversa; gli induttori resistono ai cambiamenti di corrente e di condotta.
I condensatori funzionano meglio alle alte frequenze e gli induttori funzionano meglio alle basse frequenze; possono essere combinati per filtrare segnali o frequenze indesiderate.

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