ძირითადი განსხვავება - ინდუქციურობა სიმძლავრის წინააღმდეგ
ინდუქციურობა და ტევადობა არის RLC სქემების ორი ძირითადი თვისება. ინდუქტორები და კონდენსატორები, რომლებიც დაკავშირებულია ინდუქციურობასთან და ტევადობასთან, ჩვეულებრივ გამოიყენება ტალღის გენერატორებში და ანალოგურ ფილტრებში. ინდუქციურობასა და ტევადობას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ინდუქციურობა არის დენის მატარებელი გამტარის თვისება, რომელიც წარმოქმნის მაგნიტურ ველს გამტარის გარშემო, ხოლო ტევადობა არის მოწყობილობის თვისება ელექტრული მუხტების შესანახად და შესანახად.
რა არის ინდუქციურობა?
ინდუქციურობა არის „ელექტრული გამტარის თვისება, რომლის მეშვეობითაც დენის ცვლილება იწვევს ელექტრომამოძრავებელ ძალას თავად გამტარში“.როდესაც სპილენძის მავთულს ახვევენ რკინის ბირთვს და კოჭის ორი კიდე მოთავსებულია ბატარეის ტერმინალებზე, კოჭის შეკრება ხდება მაგნიტი. ეს ფენომენი ხდება ინდუქციურობის თვისების გამო.
ინდუქციურობის თეორიები
არსებობს რამდენიმე თეორია, რომელიც აღწერს დენის გამტარის ინდუქციურობის ქცევას და თვისებებს. ფიზიკოსის, ჰანს კრისტიან ორსტედის მიერ გამოგონილი ერთი თეორია ამბობს, რომ მაგნიტური ველი B წარმოიქმნება გამტარის გარშემო, როდესაც მასში მუდმივი დენი, I გადის. დენი იცვლება, იცვლება მაგნიტური ველიც. ოსტედის კანონი განიხილება, როგორც პირველი აღმოჩენა ელექტროენერგიისა და მაგნიტიზმს შორის ურთიერთობის შესახებ. როდესაც დენი მიედინება დამკვირვებლისგან, მაგნიტური ველის მიმართულება არის საათის ისრის მიმართულებით.
სურათი 01: ოერსტედის კანონი
ფარადეის ინდუქციის კანონის მიხედვით, ცვალებადი მაგნიტური ველი იწვევს ელექტრომამოძრავებელ ძალას (EMF) ახლომდებარე გამტარებლებში. მაგნიტური ველის ეს ცვლილება დაკავშირებულია გამტართან, ანუ ან ველი შეიძლება განსხვავდებოდეს, ან გამტარს შეუძლია გადაადგილება სტაბილურ ველში. ეს არის ელექტრო გენერატორების ყველაზე ფუნდამენტური საფუძველი.
მესამე თეორია არის ლენცის კანონი, რომელიც აცხადებს, რომ წარმოქმნილი EMF დირიჟორში ეწინააღმდეგება მაგნიტური ველის ცვლილებას. მაგალითად, თუ გამტარი მავთული მოთავსებულია მაგნიტურ ველში და თუ ველი შემცირდება, EMF იქნება ინდუცირებული დირიჟორში ფარადეის კანონის მიხედვით, იმ მიმართულებით, რომლითაც ინდუცირებული დენი აღადგენს შემცირებულ მაგნიტურ ველს.თუ გარე მაგნიტური ველის ცვლილება ხდება d φ, EMF (ε) გამოიწვევს საპირისპირო მიმართულებით. ეს თეორიები დაფუძნებულია ბევრ მოწყობილობაზე. ამ EMF ინდუქციას თავად დირიჟორში ეწოდება კოჭის თვითინდუქციურობა და დენის ცვალებადობამ შეიძლება გამოიწვიოს დენი სხვა ახლომდებარე გამტარშიც. ამას ჰქვია ურთიერთ ინდუქციურობა.
ε=-dφ/dt
აქ უარყოფითი ნიშანი მიუთითებს EMG-ის წინააღმდეგობას მაგნიტური ველის ცვლილებასთან.
ინდუქციურობის და გამოყენების ერთეული
ინდუქციურობა იზომება ჰენრიში (H), SI ერთეული, რომელსაც ეწოდა ჯოზეფ ჰენრის სახელი, რომელმაც დამოუკიდებლად აღმოაჩინა ინდუქცია. ინდუქციურობა აღინიშნება როგორც "L" ელექტრულ წრეებში Lenz-ის სახელის შემდეგ.
კლასიკური ელექტრული ზარიდან დაწყებული უსადენო ენერგიის გადაცემის თანამედროვე ტექნიკამდე, ინდუქცია იყო ძირითადი პრინციპი ბევრ ინოვაციაში. როგორც ამ სტატიის დასაწყისში აღინიშნა, სპილენძის ხვეულის დამაგნიტიზაცია გამოიყენება ელექტრო ზარებისა და რელეებისთვის.რელე გამოიყენება დიდი დენების გადასართავად ძალიან მცირე დენის გამოყენებით, რომელიც მაგნიტიზებს კოჭას, რომელიც იზიდავს დიდი დენის გადამრთველის ბოძს. კიდევ ერთი მაგალითია მოგზაურობის შეცვლა ან ნარჩენი დენის ამომრთველი (RCCB). იქ, მიწოდების ცოცხალი და ნეიტრალური მავთულები გადის ცალკეული ხვეულებით, რომლებიც იზიარებენ ერთსა და იმავე ბირთვს. ნორმალურ მდგომარეობაში, სისტემა დაბალანსებულია, რადგან დენი ცოცხალ და ნეიტრალურში ერთნაირია. სახლის წრეში დენის გაჟონვისას, დენი ორ ხვეულში განსხვავებული იქნება, რაც ქმნის გაუწონასწორებელ მაგნიტურ ველს საერთო ბირთვში. ამრიგად, გადამრთველი პოლუსი იზიდავს ბირთვს, მოულოდნელად წყვეტს წრედს. გარდა ამისა, შეიძლება მოყვანილი იყოს მრავალი სხვა მაგალითი, როგორიცაა ტრანსფორმატორი, RF-ID სისტემა, უსადენო დენის დატენვის მეთოდი, ინდუქციური გაზქურები და ა.შ..
ინდუქტორებს ასევე არ სურთ მათში დენების უეცარი ცვლილებები. ამიტომ, მაღალი სიხშირის სიგნალი არ გაივლის ინდუქტორს; გაივლის მხოლოდ ნელ-ნელა ცვალებადი კომპონენტები. ეს ფენომენი გამოიყენება დაბალი გამტარი ანალოგური ფილტრის სქემების დიზაინში.
რა არის ტევადობა?
მოწყობილობის ტევადობა ზომავს მასში ელექტრული მუხტის შეკავების უნარს. ძირითადი კონდენსატორი შედგება მეტალის მასალის ორი თხელი ფილისგან და მათ შორის მოთავსებული დიელექტრიკული მასალისგან. როდესაც ორ მეტალის ფირფიტაზე მუდმივი ძაბვა ვრცელდება, მათზე საპირისპირო მუხტები ინახება. ეს მუხტები დარჩება მაშინაც კი, თუ ძაბვა მოიხსნება. გარდა ამისა, როდესაც წინააღმდეგობა R მოთავსებულია დამუხტული კონდენსატორის ორი ფირფიტის დამაკავშირებლად, კონდენსატორი იხსნება. მოწყობილობის ტევადობა C განისაზღვრება, როგორც თანაფარდობა მის დამუხტვას (Q) და მის დასატენად გამოყენებულ ძაბვას შორის, v. ტევადობა იზომება ფარადებით (F).
C=Q/v
კონდენსატორის დამუხტვის დრო იზომება დროის მუდმივით მოცემული: R x C. აქ R არის წინააღმდეგობა დამუხტვის გზაზე. დროის მუდმივი არის დრო, რომელსაც ჭირდება კონდენსატორი მისი მაქსიმალური სიმძლავრის 63%-ის დასატენად.
ტევადობის და გამოყენების თვისებები
კონდენსატორები არ რეაგირებენ მუდმივ დენებზე. კონდენსატორის დამუხტვისას, მის მეშვეობით დენი იცვლება, სანამ ის სრულად არ დამუხტება, მაგრამ ამის შემდეგ დენი არ გადის კონდენსატორის გასწვრივ. ეს იმიტომ ხდება, რომ ლითონის ფირფიტებს შორის დიელექტრიკული ფენა კონდენსატორს "გამომრთველად" აქცევს. თუმცა, კონდენსატორი პასუხობს ცვალებად დენებს. ალტერნატიული დენის მსგავსად, ცვლადი ძაბვის ცვლილებამ შეიძლება კიდევ უფრო დატენოს ან განმუხტოს კონდენსატორი, რაც მას "ჩამრთველად" აქცევს ცვლადი ძაბვისთვის. ეს ეფექტი გამოიყენება მაღალი გამტარი ანალოგური ფილტრების შესაქმნელად.
გარდა ამისა, არსებობს უარყოფითი ეფექტები ტევადობაზეც. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, დირიჟორებში დენის მატარებელი მუხტი ქმნის ტევადობას როგორც ერთმანეთს, ასევე ახლომდებარე ობიექტებს შორის. ამ ეფექტს უწოდებენ მაწანწალა ტევადობას. ელექტროგადამცემ ხაზებში მაწანწალა ტევადობა შეიძლება მოხდეს როგორც თითოეულ ხაზს შორის, ასევე ხაზებსა და დედამიწას, დამხმარე კონსტრუქციებს და ა.შ.
სურათი 02: პარალელური ფირფიტის კონდენსატორი
რა განსხვავებაა ინდუქციურობასა და ტევადობას შორის?
ინდუქციურობა vs ტევადობა |
|
| ინდუქციურობა არის დენის მატარებელი გამტარების თვისება, რომელიც წარმოქმნის მაგნიტურ ველს გამტარის გარშემო. | ტევადობა არის მოწყობილობის უნარი შეინახოს ელექტრული მუხტები. |
| გაზომვა | |
| ინდუქციურობა იზომება ჰენრის მიერ (H) და სიმბოლოა როგორც L. | ტევადობა იზომება ფარადებში (F) და სიმბოლოა როგორც C. |
| მოწყობილობები | |
| ინდუქციურობასთან დაკავშირებული ელექტრული კომპონენტი ცნობილია, როგორც ინდუქტორები, რომლებიც, როგორც წესი, ხვდებიან ბირთვით ან ბირთვის გარეშე. | ტევადობა დაკავშირებულია კონდენსატორებთან. სქემებში გამოიყენება კონდენსატორების რამდენიმე ტიპი. |
| ქცევა ძაბვის შეცვლაზე | |
| ინდუქტორების რეაგირება ძაბვის ნელი ცვლილებაზე. მაღალი სიხშირის ცვლადი ძაბვები ვერ გაივლის ინდუქტორებს. | დაბალი სიხშირის ცვლადი ძაბვები ვერ გაივლის კონდენსატორებს, რადგან ისინი მოქმედებენ როგორც ბარიერი დაბალი სიხშირეებისთვის. |
| გამოიყენეთ როგორც ფილტრები | |
| ინდუქციურობა არის დომინანტური კომპონენტი დაბალი გამტარ ფილტრებში. | ტევადობა არის დომინანტური კომპონენტი მაღალგამტარ ფილტრებში. |
შეჯამება – ინდუქციურობა vs ტევადობა
ინდუქციურობა და ტევადობა არის ორი განსხვავებული ელექტრული კომპონენტის დამოუკიდებელი თვისებები. მიუხედავად იმისა, რომ ინდუქციურობა არის დენის მატარებელი გამტარის თვისება მაგნიტური ველის შესაქმნელად, ტევადობა არის მოწყობილობის უნარის საზომი ელექტრული მუხტების შესანარჩუნებლად. ორივე ეს თვისება გამოიყენება სხვადასხვა აპლიკაციებში, როგორც საფუძველი. მიუხედავად ამისა, ეს ასევე ხდება მინუსი ენერგიის დანაკარგების თვალსაზრისით. ინდუქციურობის და ტევადობის რეაქცია ცვალებად დენებზე მიუთითებს საპირისპირო ქცევაზე. ინდუქტორებისგან განსხვავებით, რომლებიც გადიან ნელ ცვალებადი AC ძაბვებს, კონდენსატორები ბლოკავს მათში გამავალ ნელი სიხშირის ძაბვებს. ეს არის განსხვავება ინდუქციურობასა და ტევადობას შორის.
