Cómo explicar la capacitancia y la inductancia a alguien que solo conoce la ley de Ohm

Si usa agua o sistema hidráulico como metáfora, el voltaje se traduce en presión de agua y la corriente se traduce en galones por minuto.

En esa metáfora, un condensador es como un tanque de presión. Cómo funciona un tanque Pressue Puede cargarlo con presión de agua, y si la presión de su fuente (voltaje) cae, el tanque vuelve a poner presión en el sistema hasta que se descarga. Por lo tanto, un condensador intenta mantener el voltaje absorbiendo o apagando la corriente.

Un inductor trata de mantener la corriente aumentando o disminuyendo el voltaje. No conozco una metáfora del agua para un inductor. Pero podrías construir uno. Necesitaría una bomba de agua que bombee agua cuando gire el eje y gire el eje cuando fuerce el agua a través de él. Luego, coloque un disco pesado en el eje. (y luego encierre la bomba para que lo único a lo que pueda acceder sean los puertos de entrada y salida de agua).

Cuando comienza a empujar agua hacia la bomba, la bomba quiere girar, pero el disco pesado está en reposo y se resiste a girar, lo que significa que vuelve a presionar contra el agua que está tratando de empujar. A medida que el disco comienza a girar , la contrapresión cae y la corriente comienza a fluir. Una vez que la corriente fluye en estado estable, no hay contrapresión del disco (no hay caída de voltaje a través del inductor). Una vez que haya establecido una corriente de, digamos, 10 galones por minuto, cada vez que intente cambiar esa corriente en su fuente, el inductor de agua resistirá el cambio al cambiar la presión de retroceso que pone en el agua.

Entonces, un condensador intenta mantener el voltaje (presión) al poner corriente (amperios o gpm) en el sistema.

Un inductor intenta mantener la corriente (amperios o gpm) cambiando el voltaje (presión) a través del inductor.

No lo explicaría de manera diferente a alguien que solo conoce la ley de Ohm que a alguien que también conoce la ley de Coulomb y la ley de Ampere. Por supuesto, también tendrían que saber un poco de cálculo para explicarlo realmente.

En un circuito, usted tiene voltaje y corriente como cantidades medibles, y están relacionados entre sí por algo que los componentes definen.

Para una resistencia, esa relación es V = I * R

Para un condensador, esa relación es I = C * dV / dt

Para un inductor, esa relación es V = L * dI / dt

En este punto también explicaría que los condensadores tienen otra cosa que se puede considerar separada del circuito, y que otra cosa es el desplazamiento de carga, relacionado por Q = C * V.
(A partir de ahí, también podría explicar que la corriente de desplazamiento I = dQ / dt, que explica I = C dV / dt).

También explicaría que los inductores tienen una cosa análoga, que es el flujo magnético almacenado, dado por Phi = L * I.
(A partir de ahí también explicaría la ley de Faraday, en la cual V = dPhi / dt, que explica V = L dI / dt).

Algunas cosas simplemente no se pueden explicar sin construir hasta ese punto. Es por eso que una clase de electrónica siempre se impartirá en un orden particular durante las etapas iniciales.

A menudo puedo dar lecciones “al revés” sobre cosas como esta y usar la hidráulica como una metáfora para los neófitos. El problema es que esta metáfora se rompe para los inductores. Tienes que entender un poco de física de la electrónica antes de poder entender un inductor.

Ahora, si alguien responde y demuestra que estoy equivocado, me harán cosquillas.