Electrónica: ¿Cuál es la explicación intuitiva de la relación de voltaje y corriente de un inductor y un capacitor en las ecuaciones?

Answer 1

La corriente puede considerarse como el flujo de carga a través de un cable. Una carga constante acumulada en una región puede no generar la corriente. Pero esta acumulación de carga en una determinada región puede dar lugar a una diferencia potencial, dentro de las regiones del cable, lo que conduce a un flujo de carga, dando lugar a una corriente eléctrica.

[matemáticas] i (t) = \ frac {\ Delta Q} {\ Delta t} [/ matemáticas]

Este flujo de carga ocurre durante algún tiempo. En otras palabras, la corriente se define como Δ Q [cierta cantidad de carga] que pasa a través de esa sección de corte circular en el medio durante cierta cantidad de tiempo Δ t

Si no hay variación de carga, es decir, Δ Q = 0
Entonces no habrá corriente.

Ahora veamos qué pasa en un condensador
[matemáticas] i (t) = C. \ frac {dV} {dt} [/ matemáticas]

Si quieres saber cómo funciona un condensador
ve a través de este video: Una descripción básica de condensadores y capacitancia. Por David Santo Pietro.
Esta es una de las mejores explicaciones en video de condensadores que he visto.
Le sugiero encarecidamente que vea este video antes de continuar.
como puedes ver
El voltaje en el condensador está relacionado con la capacitancia por la siguiente relación.

Q = CV

También el voltaje a través de placas paralelas es V = Ed.

donde ‘d’ es la distancia entre dos placas del condensador.

E ∝ Q
V ∝ E
y
Q∝V
Ahora imagine una situación en la que el voltaje a través del condensador no está cambiando.
es solo un voltaje de CC conectado a una batería. Es posible que tengamos una caída de voltaje en el capacitor, pero no cambia con el tiempo.
Habrá un campo eléctrico, pero no cambia con el tiempo. Habrá carga en ambos lados del condensador, pero no va a cambiar con el tiempo.
en otras palabras,
[matemáticas] \ frac {dV} {dt} = 0 [/ matemáticas]
y
[matemáticas] \ frac {dQ} {dt} = 0 [/ matemáticas]

Esto significa que no habrá corriente a través del condensador.
puedes pensar en el condensador como
un corto circuito para AC [matemática] \ frac {dV} {dt} \ ne0 [/ matemática]
y circuito abierto para DC [math] \ frac {dV} {dt} = 0 [/ math].
Esto es lo que básicamente explica la ecuación.
La corriente I será 0 si no hay cambio en el voltaje a través del condensador.
Habrá un flujo de corriente si hay un cambio en el voltaje a través de él. Este valor de corriente es escalado por la capacitancia del dispositivo.
La misma explicación se puede dar a un inductor simplemente reemplazando la corriente con voltaje y viceversa. En lugar de campo eléctrico, el campo magnético se utiliza en un inductor.

Imagen cortesía: OpenStax CNX

Answer 2

En un inductor, si la corriente varía, creará un voltaje opuesto para contrarrestar la variación. Esto significa que si aplica un voltaje de CC repentinamente, primero no fluirá corriente. Una vez que tenga una corriente, si deja de aplicar el voltaje, el inductor generará un EMF para mantener esa cantidad de corriente, incluso si eso significa emitir un pico de voltaje. Cuanto más rápida sea la variación en la corriente, mayor será la EMF inversa generada, por lo tanto, V = L di / dt. En realidad, si aplica un voltaje constante a través de un inductor, la corriente aumentará de manera constante y lineal, dado que la inductancia es la pendiente de la curva I.

En un condensador, tienes lo contrario. Ahora, aplicando un voltaje, el condensador exigirá una corriente infinita hasta que se cargue. Cuanto mayor sea la variación de voltaje, mayor será la corriente demandada por el mismo tiempo o, si limita la corriente, mayor será el tiempo de carga. Ahora tienes I = C dv / dt. Si está cargando un condensador con una corriente constante, verá que el voltaje aumenta de manera constante y lineal, y la pendiente de la curva V viene dada por C.

Answer 3

Voltaje = fuerza mecánica
Corriente = velocidad
Resistencia = Fricción
Capacitancia = Cumplimiento (el inverso de una constante de resorte)
Inductancia = masa

Si tiene una intuición para estas relaciones mecánicas, entonces tiene lo mismo para la inductancia y la capacitancia en términos de voltaje y corriente.