Induktor vs kapasitor

Saya seorang penggemar listrik Trainee dan perangkat keras pc. Saya hanya ingin tahu mengapa campuran induktor dan kapasitor digunakan pada motherboard? Mengapa tidak menggunakan kapasitor saja? Saya pikir induktor menyimpan muatan listrik tetapi menggunakan magnet. Apa yang istimewa tentang menyimpannya sebagai magnet?

Untuk menjawab ini dengan benar, Anda harus mengetahui sifat-sifat kapasitor dan induktor.

Induktor adalah salah satu komponen utama yang dibutuhkan oleh regulator switching. Kapasitor dan induktor mirip dengan cara kapasitor menolak perubahan tegangan dan induktor menolak perubahan arus. "Kekuatan" perlawanan mereka tergantung pada nilainya

Kapasitor banyak digunakan untuk membersihkan saluran catu daya, yaitu menghilangkan noise atau riak pada frekuensi (lebih tinggi). Induktor digunakan dalam mengalihkan catu daya di mana arus yang relatif konstan dilewatkan melalui induktor. Catu daya switching berfungsi karena sakelar dibuka dan ditutup dengan sangat cepat. Ketika sakelar ditutup, induktor 'diisi'. Ketika sakelar terbuka, energi ditarik dari induktor ke dalam beban. Biasanya catu daya tersebut dipisahkan dengan kapasitor untuk membuat saluran catu daya yang stabil.

Seorang induktor diperlukan untuk membuat prinsip ini berfungsi. Jika Anda tahu resistor yang memiliki resistansi yang sama untuk semua frekuensi sinyal, Anda harus melihat kapasitor sebagai resistor yang tidak terbatas untuk DC (0Hz) dan 0 untuk frekuensi tinggi. Induktor akan menjadi kebalikannya: resistansi akan 0 pada 0Hz, dan tak terbatas pada frekuensi tinggi. Namun kami tidak menyebut hambatan ini (yang hanya digunakan untuk resistor murni!) Tetapi impedansi.

Motherboard PC atau kartu grafis pada dasarnya tidak lebih dari ini. Mereka memiliki chip utama dan perutean di antara mereka, dan sebagian besar komponen lainnya adalah catu daya atau sedikit antarmuka antara chip atau konektor.

Sifat dasar listrik dari sebuah kapasitor adalah bahwa tegangan melintasi kapasitor tidak dapat berubah secara instan, sedangkan properti dasar dari induktansi adalah bahwa arus melalui induktor tidak dapat berubah secara instan. Kapasitor melindungi tegangan dengan menyimpan energi dalam medan listrik, sedangkan induktor mempertahankan arus dengan menyimpan energi dalam medan magnet.

Salah satu hasil dari ini adalah bahwa sementara kapasitor melakukan yang terbaik pada frekuensi yang lebih tinggi, induktor melakukan yang terbaik pada frekuensi yang lebih rendah. Hasil lain adalah bahwa jika Anda menempatkan arus AC melalui kapasitor, tegangan akan tertinggal di belakang arus oleh beberapa fase sudut yang tergantung pada kapasitansi dan kapasitor frekuensi menghambat perubahan tegangan. Sementara itu jika Anda meletakkan tegangan AC di induktor, arus akan tertinggal tegangan dengan sudut fase yang tergantung pada induktansi dan frekuensi - induktor menghambat perubahan arus.

Dalam beberapa situasi, induktor dan kapasitor dapat saling menggantikan. Di negara lain, mereka tidak bisa. Tentu saja, mereka tidak pernah langsung menggantikannya. Apakah ini berarti bahwa beberapa rangkaian dapat sedikit dimodifikasi sehingga induktor digunakan sebagai pengganti kapasitor atau sebaliknya untuk mencapai tujuan yang sama. Beberapa sirkuit tidak bisa.

Induktor tidak menyimpan muatan dalam medan magnetnya, melainkan energi. Ketika medan magnet dibiarkan runtuh, induktor akan secara spontan menghasilkan tegangan. Tegangan biasanya jauh lebih tinggi daripada tegangan yang sebelumnya diterapkan pada induktor. Kapasitor tidak akan pernah menunjukkan tegangan yang lebih besar dari apa yang diberikan padanya. Jadi misalnya, kapasitor tidak dapat digunakan untuk membangun koil pengapian untuk mesin bensin.

Kapasitor secara seri mirip dengan induktor secara paralel, dalam beberapa hal. Kedua pendekatan dapat membuat filter dengan respons frekuensi yang sama. Namun, efek pemuatan dari sirkuit ini tidak sama. Kapasitor dalam blok seri DC, dan untuk sumber DC, sepertinya impedansi tak terbatas: beban seringan mungkin. Induktor paralel adalah kebalikannya: korsleting. Keduanya hanya terlihat serupa dari perspektif perangkat pemuat: ia melihat sinyal yang telah disaring high-pass, dan bebas dari DC. Tetapi DC tidak dihapus dengan cara yang sama. Memblokir sinyal dengan beban terbuka tidak sama dengan hubungan arus pendek sinyal ke ground.

Demikian juga, sebuah induktor dalam seri mirip dengan kapasitor secara paralel, tetapi sekali lagi, efek pemuatan tidak sama. Kita dapat menggunakan kapasitor untuk mencegah AC, atau AC di atas frekuensi tertentu, memasuki sirkuit, dengan memuntahkan sinyal-sinyal itu ke kembalinya. Terkadang itu bisa diterima, seperti saat memblokir noise RF dari memasuki perangkat. Dalam beberapa kasus lain, shunting AC ke ground dapat membuat beban yang tidak dapat diterima pada sumber sinyal itu. Induktor dapat memblokir AC dengan membuat impedansi tinggi terhadapnya.

Jadi, bahkan di sirkuit di mana kita berpotensi menggantikan induktor paralel untuk kapasitor seri dan sebaliknya, pertimbangan untuk perbedaan pemuatan mungkin mengharuskan kita untuk memilih satu atau yang lain.

Ini adalah pertanyaan yang membingungkan saya untuk sementara waktu juga, saya bahkan melakukan simulasi "step-down" converter tanpa induktor jadi sekarang saya tahu apa yang salah :-).

Pada dasarnya, jika Anda melewatkan induktor, itu akan berfungsi. Tetapi efisiensi akan seperti dalam regulator linier - penurunan tegangan hanya akan disebabkan oleh penurunan resistor parasit dari suplai 12v ke kapasitor keluaran.

Induktor bekerja seperti resistor di sini, tetapi tidak membuang energi, melainkan memompakannya ke kapasitor secara perlahan.

Induktor diletakkan sejajar untuk menyaring kebisingan listrik. Tutup ditempatkan secara paralel untuk mengeluarkan suara ke ground. Keduanya dapat menyebabkan pergeseran fasa antara tegangan dan arus, tetapi mereka melakukannya dalam arah yang berlawanan sehingga efeknya dibatalkan.

$X_C =X_L$$X_L= 2{\pi}fL$$X_{C}=\frac{1}{2{\pi}f C}$$V=0.707V_{max}$

Inti dari jawaban diberikan oleh Jim C. Sebagian besar bahan didaktik menunjukkan kapasitor dalam seri yang setara dengan induktor secara paralel, dan sebaliknya. Itu tidak sepenuhnya benar, karena masing-masing akan menggeser fase ke arah yang berlawanan. Jadi, jika Anda tidak ingin shift, Anda harus menggabungkan induktor dan kapasitor. Dalam beberapa keadaan, pergeseran hanya dapat diterima dalam satu arah, sehingga Anda dapat menggunakan kapasitor atau induktor sesuai dengan itu. Berikut ini penjelasan lengkap tentang subjek tersebut.