Perbezaan Utama - Induktansi vs Kapasiti
Induktansi dan kapasitansi adalah dua sifat utama litar RLC. Induktor dan kapasitor, yang masing-masing dikaitkan dengan induktansi dan kapasitansi, biasanya digunakan dalam penjana bentuk gelombang dan penapis analog. Perbezaan utama antara induktansi dan kapasitansi adalah bahawa induktansi adalah sifat konduktor pembawa arus yang menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor sedangkan kapasitansi adalah harta peranti untuk menahan dan menyimpan cas elektrik.
KANDUNGAN
1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Induktansi
3. Apa itu Kapasitansi
4. Perbandingan Berdampingan - Induktansi vs Kapasitansi
5. Ringkasan
Apa itu Induktansi?
Induktansi adalah "sifat konduktor elektrik yang mana perubahan arus melaluinya mendorong daya elektromotif pada konduktor itu sendiri". Apabila wayar tembaga dililit pada teras besi dan dua tepi gegelung diletakkan di terminal bateri, unit gegelung menjadi magnet. Fenomena ini berlaku kerana sifat kearuhan.
Teori Induktansi
Terdapat beberapa teori yang menerangkan tingkah laku dan sifat induktansi konduktor semasa. Satu teori yang diciptakan oleh ahli fizik, Hans Christian Ørsted, menyatakan bahawa medan magnet, B, dihasilkan di sekitar konduktor apabila arus berterusan, I, melaluinya. Semasa arus berubah, begitu juga medan magnet. Hukum Ørsted dianggap sebagai penemuan pertama hubungan antara elektrik dan magnet. Apabila arus mengalir jauh dari pemerhati, arah medan magnet mengikut arah jam.
Gambar 01: Undang-undang Oersted
Menurut undang-undang induksi Faraday, medan magnet yang berubah mendorong daya elektromotif (EMF) pada konduktor berdekatan. Perubahan medan magnet ini relatif terhadap konduktor, iaitu, baik medan boleh berbeza, atau konduktor dapat bergerak melalui medan yang stabil. Ini adalah asas paling asas bagi penjana elektrik.
Teori ketiga adalah hukum Lenz, yang menyatakan bahawa EMF yang dihasilkan dalam konduktor menentang perubahan medan magnet. Sebagai contoh, jika wayar pengalir ditempatkan di medan magnet dan jika medan berkurang, EMF akan diinduksi dalam konduktor sesuai dengan Hukum Faraday ke arah yang arus aruhan akan menyusun semula medan magnet yang berkurang. Sekiranya perubahan medan magnet luaran d φ sedang membina, EMF (ε) akan mendorong ke arah yang bertentangan. Teori-teori ini telah menjadi asas kepada banyak peranti. Induksi EMF pada konduktor itu sendiri disebut induktansi diri dari gegelung, dan variasi arus dalam gegelung dapat menyebabkan arus pada konduktor lain yang berdekatan juga. Ini dipanggil sebagai induktansi bersama.
ε = -dφ / dt
Di sini, tanda negatif menunjukkan penentangan EMG terhadap perubahan medan magnet.
Unit Induktansi dan Aplikasi
Induktansi diukur dalam Henry (H), unit SI yang diberi nama Joseph Henry yang menemui induksi secara bebas. Induktansi dicatat sebagai 'L' dalam litar elektrik selepas nama Lenz.
Dari loceng elektrik klasik hingga teknik pemindahan kuasa tanpa wayar moden, induksi telah menjadi asas asas dalam banyak inovasi. Seperti yang disebutkan di awal artikel ini, magnetisasi gegelung tembaga digunakan untuk loceng elektrik dan relay. Relay digunakan untuk menukar arus besar menggunakan arus yang sangat kecil yang memagnetkan gegelung yang menarik tiang suis arus besar. Contoh lain ialah suis perjalanan atau pemutus litar arus baki (RCCB). Di sana, wayar bekalan dan arus elektrik dihantar melalui gegelung berasingan yang mempunyai teras yang sama. Dalam keadaan normal, sistem ini seimbang kerana arus dalam live dan neutral adalah sama. Pada kebocoran arus di litar rumah, arus di dua gegelung akan berbeza, menjadikan medan magnet tidak seimbang di teras bersama. Oleh itu,tiang suis menarik ke teras, tiba-tiba memutuskan litar. Selain itu, sejumlah contoh lain seperti transformer, sistem RF-ID, kaedah pengecasan kuasa tanpa wayar, periuk induksi, dan lain-lain dapat diberikan.
Induktor juga enggan dengan perubahan arus yang tiba-tiba melaluinya. Oleh itu, isyarat frekuensi tinggi tidak akan melalui induktor; hanya komponen yang lambat berubah akan berlalu. Fenomena ini digunakan dalam merancang litar penapis analog lulus rendah.
Apa itu Kapasiti?
Kapasitansi alat mengukur kemampuan menahan muatan elektrik di dalamnya. Kapasitor asas terdiri daripada dua filem nipis dari bahan logam dan bahan dielektrik yang diapit di antara keduanya. Apabila voltan malar digunakan pada kedua plat logam, cas bertentangan disimpan di atasnya. Caj ini akan tetap berlaku walaupun voltan dikeluarkan. Selanjutnya, apabila rintangan R diletakkan menghubungkan kedua-dua plat kapasitor yang dikenakan, kapasitor melepaskan. Kapasitansi C peranti didefinisikan sebagai nisbah antara cas (Q) yang dipegangnya dan voltan yang dikenakan, v, untuk mengecasnya. Kapasiti diukur oleh Farads (F).
C = Q / v
Masa yang diambil untuk mengisi kapasitor diukur dengan pemalar masa yang diberikan dalam: R x C. Di sini, R adalah rintangan di sepanjang jalan pengisian. Pemalar masa adalah masa yang diambil oleh kapasitor untuk mengecas 63% dari kapasiti maksimumnya.
Sifat Kapasitansi dan Aplikasi
Kapasitor tidak bertindak balas terhadap arus berterusan. Pada pengisian kapasitor, arus yang melaluinya berubah hingga terisi penuh, tetapi selepas itu, arus tidak melewati kapasitor. Ini kerana lapisan dielektrik antara plat logam menjadikan kapasitor sebagai 'off-switch'. Walau bagaimanapun, kapasitor bertindak balas terhadap arus yang berbeza-beza. Seperti arus bolak-balik, perubahan voltan AC dapat mengecas atau melepaskan kapasitor seterusnya menjadikannya 'on-switch' untuk voltan AC. Kesan ini digunakan untuk merancang penapis analog lulus tinggi.
Selain itu, terdapat juga kesan negatif dalam kapasitansi. Seperti disebutkan sebelumnya, cas yang membawa arus pada konduktor membuat kapasitansi antara satu sama lain dan juga objek berdekatan. Kesan ini dipanggil sebagai kapasitansi sesat. Dalam talian penghantaran kuasa, kapasitansi sesat dapat terjadi di antara setiap saluran serta antara garis dan bumi, struktur pendukung, dan lain-lain. Oleh kerana arus besar yang dibawa olehnya, kesan sesat ini sangat mempengaruhi kehilangan daya pada saluran penghantaran kuasa.
Rajah 02: Kapasitor plat selari
Apakah perbezaan antara Induktansi dan Kapasitansi?
Artikel Diff Tengah sebelum Jadual
Induktansi vs Kapasiti |
|
| Induktansi adalah sifat konduktor pembawa arus yang menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor. | Kapasitansi adalah kemampuan peranti menyimpan cas elektrik. |
| Pengukuran | |
| Induktansi diukur oleh Henry (H) dan dilambangkan sebagai L. | Kapasiti diukur dalam Farads (F) dan dilambangkan sebagai C. |
| Peranti | |
| Komponen elektrik yang berkaitan dengan induktansi dikenali sebagai induktor, yang biasanya bergelung dengan inti atau tanpa teras. | Kapasiti dikaitkan dengan kapasitor. Terdapat beberapa jenis kapasitor yang digunakan dalam litar. |
| Kelakuan pada Perubahan Voltan | |
| Tindak balas induktor terhadap voltan berubah perlahan. Voltan AC frekuensi tinggi tidak dapat melalui induktor. | Voltan AC frekuensi rendah tidak dapat melewati kapasitor, kerana ia bertindak sebagai penghalang untuk frekuensi rendah. |
| Gunakan sebagai Penapis | |
| Induktansi adalah komponen dominan dalam saringan lulus rendah. | Kapasiti adalah komponen yang mendominasi dalam saringan lulus tinggi. |
Ringkasan - Induktansi vs Kapasiti
Aruhan dan kapasitansi adalah sifat bebas dari dua komponen elektrik yang berbeza. Walaupun induktansi adalah sifat konduktor arus untuk membina medan magnet, kapasitansi adalah ukuran kemampuan peranti menahan cas elektrik. Kedua-dua sifat ini digunakan dalam pelbagai aplikasi sebagai dasar. Walaupun begitu, ini juga menjadi kerugian dari segi kehilangan kuasa. Tindak balas aruhan dan kapasitansi terhadap arus yang berbeza menunjukkan tingkah laku yang berlawanan. Tidak seperti induktor yang melewati voltan AC yang berubah perlahan, kapasitor menyekat voltan frekuensi perlahan yang melaluinya. Ini adalah perbezaan antara induktansi dan kapasitans.
