電容和電感的區別

在本文中，我們將比較和對比電容的特性，並重點說明它與電感在各種引數上的區別，例如儲存能量、電流流動、在交流和直流電路中的行為、型別和應用等。

什麼是電容？

能夠在靜電場中儲存電荷的電路元件稱為電容。電容是被動電路元件，因為它不能在電路中產生和放大功率。通常，電容由兩個彼此平行放置的金屬板組成，並由介電介質隔開。勢能儲存在電容極板之間建立的電場中。

電容的電路符號如圖1所示。

電容以靜電場形式儲存電勢能的能力稱為電容的電容，其單位為法拉（Farad）−

$$\mathit{C\mathrm{\: =\: }\frac{\epsilon _{\mathrm{0}}\, \epsilon_{r}A}{d}}$$

其中，𝜖0和𝜖𝑟分別為空氣的介電常數和介電介質的相對介電常數。“A”是每個極板的橫截面積，“d”是極板之間的距離。

什麼是電感？

能夠以磁場形式儲存能量的電路元件稱為電感。線圈構成一個簡單的電感。它也是一個被動元件。電感的電路符號如圖2所示。

在磁場中儲存能量的能力稱為電感，其單位為亨利（Henry），表示式為：

$$\mathit{L\mathrm{\: =\: }\frac{N^{\mathrm{2}}\mu A}{l}}$$

其中，N是線圈的匝數，μ是磁芯的磁導率，A是磁芯的面積，l是磁芯的平均長度。

電容和電感的區別

下表顯示了電容和電感的主要區別。

因素電容電感
定義以靜電場形式儲存能量的電路元件稱為電容。能夠以磁場形式儲存能量的電路元件稱為電感。
儲存能量的能力電容儲存能量的能力稱為電容。儲存能量的能力稱為電感。
電壓和電流之間的關係（在交流電路中）在電容中，電流比電容兩端的電壓超前90°。在電感的情況下，電流比電感兩端的電壓滯後90°。
電流流動電流不會流過電容的極板之間。電流可以流過電感線圈的匝數。
測量單位電容的單位為法拉。電感的單位為亨利。
抗變化性電容兩端的電壓不能突然變化，即電容阻止其兩端電壓的變化。電感中的電流不能突然變化，即電感阻止其電流的變化。
短路電容對交流電而言是短路。電感對直流電而言是短路。
穩態條件在穩態條件下（或在直流電路中），電容表現為開路。在穩態下，電感表現為短路。
串聯組合當電容器串聯連線時，等效電容由以下公式確定：$$\mathrm{\frac{1}{\mathit{C_{eq}}}\mathrm{\: =\: }\frac{1}{\mathit{C_{\mathrm{1}}}}\mathrm{\: +\: }\frac{1}{\mathit{C_{\mathrm{2}}}}\mathrm{\: +\: }\frac{1}{\mathit{C_{\mathrm{3}}}}\mathrm{\: +\: }\cdot \cdot \cdot }$$
當電感器串聯連線時，有效電感由以下公式給出：$$\mathrm{\mathit{L_{eq}\mathrm{\: =\: }L_{\mathrm{1}}\mathrm{\: +\: }L_{\mathrm{2}}\mathrm{\: +\: }L_{\mathrm{3}}\mathrm{\: +\: }\cdot \cdot \cdot }}$$
並聯組合當電容器並聯連線時，它們的等效電容為$$\mathrm{\mathit{C_{eq}\mathrm{\: =\: }C_{\mathrm{1}}\mathrm{\: +\: }C_{\mathrm{2}}\mathrm{\: +\: }C_{\mathrm{3}}\mathrm{\: +\: }\cdot \cdot \cdot }}$$
當電感器並聯連線時，等效電感為$$\mathrm{\frac{1}{\mathit{L_{eq}}}\mathrm{\: =\: }\frac{1}{\mathit{L_{\mathrm{1}}}}\mathrm{\: +\: }\frac{1}{\mathit{L_{\mathrm{2}}}}\mathrm{\: +\: }\frac{1}{\mathit{L_{\mathrm{3}}}}\mathrm{\: +\: }\cdot \cdot \cdot }$$
型別電容器的型別根據電容器中使用的介電材料定義。有多種型別的電感器可用。其中一些包括耦合電感、陶瓷芯電感、模製電感、多層電感等。
儲存能量電容器儲存的能量由以下公式給出$$\mathrm{\mathit{E\mathrm{\: =\: }\mathrm{\frac{1}{2}} CV^{\mathrm{2}}}}$$
電感器儲存的能量由以下公式給出：$$\mathrm{\mathit{E\mathrm{\: =\: }\mathrm{\frac{1}{2}} LI^{\mathrm{2}}}}$$
應用電容器用於能量儲存、功率調節、功率因數校正、抑制和耦合、電機啟動、振盪器等。電感器用於電機、發電機、濾波器和扼流圈、繼電器、變壓器感測器等。

結論

從以上討論可以看出，電感和電容都是被動電路元件，分別在磁場和靜電場中儲存能量。這兩種元件都廣泛應用於電氣和電子電路設計中。因此，瞭解電容和電感可以幫助個人根據電路的要求選擇其中一種。

更新於：2022年5月20日

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