Əsas Fərq – İndüktans və Kapasitans
Endüktans və tutum RLC dövrələrinin əsas xüsusiyyətlərindən ikisidir. Müvafiq olaraq endüktans və tutumla əlaqəli olan induktorlar və kondansatörlər dalğa forması generatorlarında və analoq filtrlərdə geniş istifadə olunur. İnduktivlik və tutum arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, endüktans dirijor ətrafında maqnit sahəsi yaradan cərəyan keçiricinin xüsusiyyətidir, tutum isə elektrik yüklərini saxlamaq və saxlamaq üçün cihazın xüsusiyyətidir.
Endüktans nədir?
İnduktivlik “elektrik keçiricisinin xassəsidir ki, onun vasitəsilə cərəyanın dəyişməsi keçiricinin özündə elektromotor qüvvəyə səbəb olur”. Mis məftil dəmir nüvəyə büküldükdə və bobinin iki kənarı akkumulyator terminallarına qoyulduqda, rulon dəsti maqnit halına gəlir. Bu fenomen endüktans xüsusiyyətinə görə baş verir.
İnduktivlik nəzəriyyələri
Cərəyan keçiricinin endüktansının davranışını və xassələrini təsvir edən bir neçə nəzəriyyə var. Fizik Hans Kristian Ørsted tərəfindən icad edilən bir nəzəriyyədə deyilir ki, dirijordan sabit bir cərəyan keçdikdə, onun ətrafında B maqnit sahəsi yaranır. Cərəyan dəyişdikcə maqnit sahəsi də dəyişir. Ørsted qanunu elektrik və maqnetizm arasındakı əlaqənin ilk kəşfi hesab olunur. Cərəyan müşahidəçidən uzaqlaşdıqda, maqnit sahəsinin istiqaməti saat əqrəbi istiqamətində olur.
Şəkil 01: Oersted Qanunu
Faradeyin induksiya qanununa görə, dəyişən maqnit sahəsi yaxınlıqdakı keçiricilərdə elektromotor qüvvə (EMF) yaradır. Maqnit sahəsinin bu dəyişməsi keçiriciyə nisbətəndir, yəni ya sahə dəyişə bilər, ya da dirijor sabit bir sahədən keçə bilər. Bu, elektrik generatorlarının ən fundamental əsasıdır.
Üçüncü nəzəriyyə, keçiricidə yaranan EMF-nin maqnit sahəsinin dəyişməsinə qarşı çıxdığını bildirən Lenz qanunudur. Məsələn, bir keçirici məftil maqnit sahəsinə yerləşdirilirsə və sahə azalarsa, Faraday qanununa görə keçiricidə bir EMF induksiya ediləcək və induksiya cərəyanı azalmış maqnit sahəsini yenidən quracaqdır. Xarici maqnit sahəsinin dəyişməsi d φ qurulursa, EMF (ε) əks istiqamətdə induksiya edəcəkdir. Bu nəzəriyyələr bir çox cihazlarda əsaslandırılmışdır. Dirijorun özündə olan bu EMF induksiyası bobinin öz-indüktansı adlanır və bobindəki cərəyanın dəyişməsi yaxınlıqdakı digər keçiricidə də cərəyan yarada bilər. Buna qarşılıqlı endüktans deyilir.
ε=-dφ/dt
Burada mənfi işarə EMQ-nin maqnit sahəsinin dəyişməsinə qarşı olduğunu göstərir.
Endüktans və Tətbiq Vahidləri
İnduktivlik müstəqil olaraq induksiyanı kəşf edən Cozef Henrinin adını daşıyan SI vahidi Henri (H) ilə ölçülür. İnduktivlik elektrik dövrələrində Lenz adından sonra "L" kimi qeyd olunur.
Klassik elektrik zəngindən tutmuş müasir simsiz enerji ötürmə üsullarına qədər induksiya bir çox yeniliklərin əsas prinsipi olmuşdur. Bu məqalənin əvvəlində qeyd edildiyi kimi, bir mis rulonun maqnitləşməsi elektrik zəngləri və rölelər üçün istifadə olunur. Böyük cərəyanları dəyişdirmək üçün bir rele böyük cərəyanın açarının dirəyini çəkən bir bobini maqnitləşdirən çox kiçik bir cərəyandan istifadə edərək istifadə olunur. Başqa bir misal açar açarı və ya qalıq cərəyan açarıdır (RCCB). Orada təchizatın canlı və neytral naqilləri eyni nüvəni paylaşan ayrı-ayrı rulonlardan keçir. Normal vəziyyətdə sistem balanslaşdırılmışdır, çünki canlı və neytraldakı cərəyan eynidir. Ev dövrəsində cərəyan sızması zamanı iki bobindəki cərəyan fərqli olacaq və paylaşılan nüvədə balanssız bir maqnit sahəsi yaradacaqdır. Beləliklə, bir keçid dirəyi nüvəni çəkir, birdən dövrəni ayırır. Bundan əlavə, transformator, RF-ID sistemi, simsiz enerji doldurma üsulu, induksiya sobaları və s. kimi bir sıra digər nümunələr də verilə bilər.
İnduktorlar da onların vasitəsilə cərəyanların qəfil dəyişməsinə istəksizdirlər. Buna görə də, yüksək tezlikli siqnal induktordan keçməyəcək; yalnız yavaş-yavaş dəyişən komponentlər keçərdi. Bu fenomen aşağı keçidli analoq filtr sxemlərinin layihələndirilməsində istifadə olunur.
Tutanım nədir?
Cihazın tutumu onda elektrik yükünü saxlamaq qabiliyyətini ölçür. Əsas kondansatör iki nazik metal təbəqədən və onların arasında sıxılmış dielektrik materialdan ibarətdir. İki metal lövhəyə sabit gərginlik tətbiq edildikdə, onların üzərində əks yüklər yığılır. Gərginlik aradan qaldırılsa belə, bu yüklər qalacaq. Bundan əlavə, yüklənmiş kondansatörün iki lövhəsini birləşdirən R müqaviməti yerləşdirildikdə, kondansatör boşalır. Cihazın tutumu C, tutduğu yük (Q) ilə onu doldurmaq üçün tətbiq olunan gərginlik, v arasındakı nisbət kimi müəyyən edilir. Kapasitans Farad (F) ilə ölçülür.
C=Q/v
Kondensatoru doldurmaq üçün sərf olunan vaxt aşağıdakı bənddə verilmiş zaman sabiti ilə ölçülür: R x C. Burada R, doldurulma yolu boyunca müqavimətdir. Vaxt sabiti kondansatörün maksimum tutumunun 63%-ni doldurmaq üçün sərf etdiyi vaxtdır.
Tutum və Tətbiq Xüsusiyyətləri
Kondensatorlar sabit cərəyanlara cavab vermir. Kondansatörün doldurulması zamanı ondan keçən cərəyan tam doldurulana qədər dəyişir, lakin bundan sonra cərəyan kondansatör boyunca keçmir. Bunun səbəbi, metal plitələr arasındakı dielektrik təbəqənin kondansatörü "söndürmə" vəziyyətinə gətirməsidir. Bununla belə, kondansatör müxtəlif cərəyanlara cavab verir. Alternativ cərəyan kimi, alternativ cərəyan gərginliyinin dəyişməsi kondansatörü əlavə olaraq doldura və ya boşalda bilər ki, onu AC gərginlikləri üçün "açılır" edir. Bu effekt yüksək ötürücülü analoq filtrləri tərtib etmək üçün istifadə olunur.
Bundan başqa, tutumda da mənfi təsirlər var. Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, keçiricilərdə cərəyan keçirən yüklər bir-biri ilə yaxınlıqdakı cisimlər arasında tutum yaradır. Bu təsirə boş tutum deyilir. Elektrik verilişi xətlərində boş tutum hər bir xətt arasında, eləcə də xətlər ilə torpaq, dayaq strukturları və s. arasında baş verə bilər. Onların apardığı böyük cərəyanlar səbəbindən bu boşalma effekti elektrik verilişi xətlərində enerji itkilərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
Şəkil 02: Paralel lövhəli kondansatör
Endüktans və Kapasitans arasındakı fərq nədir?
Endüktans vs Kapasitans |
|
| İnduktivlik dirijor ətrafında maqnit sahəsi yaradan cərəyan keçirən keçiricilərin xüsusiyyətidir. | Kapasitans cihazın elektrik yüklərini saxlamaq qabiliyyətidir. |
| Ölçmə | |
| İnduktivlik Henri (H) tərəfindən ölçülür və L kimi simvollaşdırılır. | Tutuum Farad (F) ilə ölçülür və C kimi simvollaşdırılır. |
| Cihazlar | |
| İnduktivliklə əlaqəli elektrik komponenti induktorlar kimi tanınır, onlar adətən özəkli və ya nüvəsiz sarılır. | Kapasitans kondansatörlərlə əlaqələndirilir. Dövrələrdə istifadə olunan bir neçə növ kondansatör var. |
| Gərginlik Dəyişikliyi Davranışı | |
| İnduktorların yavaş dəyişən gərginliyə reaksiyası. Yüksək tezlikli AC gərginlikləri induktorlardan keçə bilməz. | Aşağı tezlikli AC gərginlikləri kondansatörlərdən keçə bilməz, çünki onlar aşağı tezliklərə maneə rolunu oynayır. |
| Filtr kimi istifadə edin | |
| Endüktans aşağı keçirici filtrlərdə üstünlük təşkil edən komponentdir. | Yüksək ötürücü filtrlərdə tutum üstünlük təşkil edən komponentdir. |
Xülasə – İndüktans və Kapasitans
Endüktans və tutum iki müxtəlif elektrik komponentinin müstəqil xüsusiyyətləridir. Endüktans bir maqnit sahəsi yaratmaq üçün cərəyan keçiricinin xüsusiyyəti olsa da, tutum cihazın elektrik yüklərini saxlamaq qabiliyyətinin ölçüsüdür. Hər iki xüsusiyyət müxtəlif tətbiqlərdə əsas kimi istifadə olunur. Bununla belə, bunlar enerji itkiləri baxımından dezavantajlara çevrilir. Endüktans və tutumun müxtəlif cərəyanlara reaksiyası əks davranışı göstərir. Yavaş dəyişən AC gərginliklərini keçən induktorlardan fərqli olaraq, kondansatörlər onlardan keçən yavaş tezlikli gərginliyi bloklayır. Bu endüktans və tutum arasındakı fərqdir.
