超級(jí)電容器可以存儲(chǔ)比普通電容器更多的電能,但是有一些重要的區(qū)別,但是,這可能會(huì)使它們對(duì)您的下一個(gè)項(xiàng)目不那么可怕。
考慮一下您可能在系統(tǒng)中使用的電容器,以濾除不需要的噪聲或存儲(chǔ)少量電荷以供以后使用。這些設(shè)備在最簡單的狀態(tài)下,由一對(duì)分離的平行板組成,這些板可以容納正電荷和負(fù)電荷,盡管實(shí)際情況往往更復(fù)雜一些。這些組件的額定值通常以法拉為單位,即存儲(chǔ)一庫侖電荷(注意 1 安培是 1 庫侖/秒)的電容,其正負(fù)極之間的電位差為 1 伏。電容器的額定擊穿電壓也可以根據(jù)需要在幾十到幾百伏或更高之間變化。您通常會(huì)看到以微法拉 (μF) 或百萬分之一法拉為單位的額定值,甚至是皮法 (pF)、萬億分之一法拉。
如果您對(duì)電子產(chǎn)品有經(jīng)驗(yàn),那么您希望對(duì)這些組件有一種健康的恐懼,因?yàn)樗鼈兛梢员3忠欢螘r(shí)間的電荷——即使在電源關(guān)閉的情況下——并且如果處理不當(dāng)可能會(huì)給你帶來震動(dòng)或更糟。因此,通常可以在數(shù)法拉范圍內(nèi)找到的超級(jí)電容器似乎非常危險(xiǎn),因?yàn)檫@比您習(xí)慣看到的普通電容器高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。奇怪的是,它們的體積仍然很小,通常類似于通常為小型電子設(shè)備甚至 LED 燈供電的良性紐扣電池。也許它們并不像您最初期望的那樣可怕。
事實(shí)是,是的,超級(jí)電容器可以存儲(chǔ)比普通電容器更多的電能,但是有一些重要的區(qū)別可能會(huì)讓它們對(duì)你的下一個(gè)項(xiàng)目不那么可怕。事實(shí)上,你可以爭辯說它們甚至不是一回事,但“超級(jí)電容器”這個(gè)詞在 1970 年代 NEC 首次上市時(shí)可能聽起來很酷。
首先,雖然電容器只是簡單地分離的電荷,但超級(jí)電容器中實(shí)際上存在離子活動(dòng),使它們能夠形成所謂的亥姆霍茲雙層正電荷和負(fù)電荷。亥姆霍茲層非常薄,并且由于電容與該分離值成反比,這使超級(jí)電容器具有極高的額定電荷。相反,與傳統(tǒng)電容器相比,超級(jí)電容器的充電和放電速度非常慢,因此不適合濾波應(yīng)用,盡管它們?nèi)匀槐入姵乜斓枚唷?/p>
兩者之間的第二個(gè)也是最可能最重要的區(qū)別是它們的潛在評(píng)級(jí)往往是個(gè)位數(shù)。因此,雖然“真正的”電容器在某些情況下可能會(huì)被充電至數(shù)百伏——很容易使未受保護(hù)的皮膚受到電擊——但超級(jí)電容器通常會(huì)被充電至個(gè)位數(shù)的電壓。然而,危險(xiǎn)可能是,如果在沒有任何電阻的情況下將超級(jí)電容器的兩端連接起來,它可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)釋放大量電流,從而可能導(dǎo)致燒傷甚至火災(zāi)。當(dāng)然,短路的電池也可能很危險(xiǎn),因此一般情況下不要使用這樣的電源是一個(gè)很好的經(jīng)驗(yàn)法則。
在考慮超級(jí)電容器時(shí),還要考慮額定為 50V 和 2200μF (.0022F) 的普通電容器。這將提供存儲(chǔ) 0.11 庫侖電荷的容量(在 50V 時(shí))。一個(gè)額定為 1F 和 5.5V 的超級(jí)電容器又可以存儲(chǔ) 5.5 庫侖的電荷。這是一個(gè)很大的區(qū)別——超級(jí)電容器可以存儲(chǔ) 50 倍于正常“上限”的電荷。但是,如果兩個(gè)電容都只能充電到 5.5V,傳統(tǒng)電容只能充電 0.0121 庫侖,而超級(jí)電容仍然可以存儲(chǔ) 0.11 庫侖。因此,超級(jí)電容器的電荷存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)在低電壓下被夸大了。
審核編輯:郭婷
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電容器
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