電感(inductance)和電容(capacitance)的區別

電感和電容是RLC電路的兩個主要特性。在波形發生器中，常用的分別是電感和電容濾波器。電感和電容之間的關鍵區別在於，電感是載流導體的一種特性，它在導體周圍產生磁場，而電容是一種保持和儲存電荷的裝置的特性。

內容1。概述和主要區別2。什麼是入職培訓3。什麼是容量4。並排比較-電感與電容5。摘要

什麼是電感(inductance)？

電感是“一個導體的特性，通過它電流的變化在導體本身產生電動勢”。當一根銅線纏繞在鐵芯上，線圈的兩個邊緣放在電池端子上時，線圈組件就變成了磁鐵。這種現象的發生是由於電感的特性。

電感理論

有幾種理論可以描述載流導體電感的行為和特性。物理學家Hans ChristianØrsted發明的一種理論認為，當恆定電流I通過導體時，導體周圍會產生磁場B。隨著電流的變化，磁場也隨之改變。Ørsted定律被認為是第一次發現電和磁之間的關係。當電流離開觀察者時，磁場的方向是順時針的。

圖01：歐斯特定律

根據法拉第感應定律，變化的磁場在附近的導體中產生電動勢（EMF）。磁場的這種變化是相對於導體的，也就是說，磁場可以變化，或者導體可以通過一個穩定的磁場。這是發電機最基本的基礎。

第三種理論是Lenz定律，它指出導體中產生的電動勢與磁場的變化相反。例如，如果將一根導線置於磁場中，並且磁場減小，則根據法拉第定律，在導體中會感應到一個電動勢，感應電流將按照該方向重建減小的磁場。當外加磁場dφ發生變化時，電動勢（ε）的感應方向相反。這些理論已被許多理論所證實。這種在導體中的電動勢感應被稱為線圈的自感，線圈中電流的變化也可以在鄰近的另一個導體中產生電流。這叫做互感。

ε=-dφ/dt

在這裡，磁場的反方向表示磁場的變化。

電感單位及其應用

電感是用亨利（H）來測量的，亨利是以獨立發現感應的約瑟夫·亨利命名的國際單位制。電感在電路中以Lenz的名字命名為“L”。

從經典的電鈴到現代的無線功率傳輸技術，感應一直是許多創新的基本原理。如本文開頭所述，銅線圈的磁化作用用於電鈴和繼電器。繼電器是用來切換大電流使用一個非常小的電流磁化線圈吸引一個大電流開關的極點。另一個例子是跳閘開關或剩餘電流斷路器（RCCB）。在那裡，電源的帶電和中性線通過共用同一芯線的獨立線圈。在正常情況下，由於帶電和中性點的電流相同，所以系統是平衡的。在家用電路中發生電流洩漏時，兩個線圈中的電流將不同，從而在共用磁芯中形成不平衡磁場。因此，一個開關杆吸引到核心，突然斷開電路。此外，還可以舉出變壓器、射頻識別系統、無線充電方法、電磁爐等實例。

電感器也不願意電流突然變化。因此，高頻信號不會通過電感器；只有緩慢變化的元件才會通過。這種現象被用於設計低通模擬濾波器電路。

什麼是電容(capacitance)？

一個裝置的電容量是用來測量它保持電荷的能力。基本電容器由兩層金屬薄膜和夾在它們之間的介電材料組成。當一個恆定的電壓施加在兩個金屬板上時，相反的電荷就會儲存在它們上面。即使斷開電壓，這些電荷仍將存在。此外，當電阻R被放置在連接帶電電容器的兩塊板上時，電容器放電。裝置的電容C定義為它所保持的電荷（Q）和用來充電的外加電壓v之間的比率。電容用法拉茲（F）測量。

C=Q/v

給電容器充電所用的時間是用時間常數R x C來測量的。這裡，R是沿著充電路徑的電阻。時間常數是電容器充電達到其最大容量63%所用的時間。

電容特性及應用

電容器對恆定電流不響應。在電容器充電時，通過它的電流會變化，直到它充滿電，但之後，電流就不會通過電容器。這是因為金屬板之間的介電層使電容器成為“關斷開關”。然而，電容器對變化的電流有反應。和交流電一樣，交流電壓的變化可以進一步給電容器充電或放電，使其成為交流電壓的“開關”。這種效應被用來設計高通模擬濾波器。

此外，電容也有負效應。如前所述，導體中攜帶電流的電荷在彼此之間以及附近物體之間形成電容。這種效應稱為雜散電容。在輸電線路中，線路之間以及線路與大地、支撐結構等之間都會產生雜散電容，由於其所攜帶的電流很大，這些雜散效應對輸電線路的功率損耗有很大的影響。

圖02：平行板電容器