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作用
在直流電路中,電容器是相當(dāng)于斷路的。電容器是一種能夠儲藏電荷的元件,也是常用的電子元件之一。
這得從電容器的結(jié)構(gòu)上說起。簡單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(zhì)(包括空氣)構(gòu)成的。通電后,極板帶電,形成電壓(電勢差),但是由于中間的絕緣物質(zhì),所以整個電容器是不導(dǎo)電的。不過,這樣的情況是在沒有超過電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道,任何物質(zhì)都是相對絕緣的,當(dāng)物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后,物質(zhì)是都可以導(dǎo)電的,我們稱這個電壓叫擊穿電壓。8/C(A),其中C是電容器的電容量)和待檢測的電容器串聯(lián)接在220V的交流電源上,如果熔斷器的熔絲爆斷,說明電容器內(nèi)部已經(jīng)短路。電容也不例外,電容被擊穿后,就不是絕緣體了。不過在中學(xué)階段,這樣的電壓在電路中是見不到的,所以都是在擊穿電壓以下工作的,可以被當(dāng)做絕緣體看。
但是,在交流電路中,因為電流的方向是隨時間成一定的函數(shù)關(guān)系變化的。而電容器充放電的過程是有時間的,這個時候,在極板間形成變化的電場,而這個電場也是隨時間變化的函數(shù)。實際上,電流是通過電場的形式在電容器間通過的。
在中學(xué)階段,有句話,就叫通交流,阻直流,說的就是電容的這個性質(zhì)。
什么是超級電容器?
超級電容器是一種新型的儲能裝置,由于其相對于傳統(tǒng)的平板電容器具有較高的能量密度,而相對于二次電池而言其具有較大的功率密度,因此它常常被描述為能夠“bridge the gap between capacitor and battery”。同時,提到的電容的壽命是指電容在使用過程中,電容容量不會超過標(biāo)準(zhǔn)范圍變化的10%。Maxwell公司公布的超級電容器與鋰電池性能對比以及超級電容器的優(yōu)缺點的對比,如下面表格所示
參數(shù) 超級電容器 鋰電池
充電時間 1-10 s 10-60 min
循環(huán)壽命 1,000,000 or 30,000次 >500次
輸出電壓 2.3 – 2.75 V 3.6 V
能量密度(Wh/kg) 5 120-240
功率密度(W/kg) ~ 10,000 1,000-3,000
優(yōu)點 缺點
1. 循環(huán)壽命長 1. 低能量密度
2. 高功率密度 2. 線性下降的放電電壓
3. 可快速充放電 3. 自放電強
4. 安全 4. 低輸出電壓
5. 工作溫度范圍廣
表格來源,Maxwell Technologies, Inc.
關(guān)于超級電容器,有一本很經(jīng)典的書籍B. E. Conway的“Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentalsand Technological and applicati”。電容器是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一,廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交。要想詳細了解電容器知識的小伙伴可以仔細閱讀一下該書籍。這里主要基于文獻閱讀的形式來介紹一下電容器的相關(guān)知識。
電子設(shè)備中大量使用的電容器盤點
定義1:電容器,顧名思義,是‘裝電的容器’,是一種容納電荷的器件。電容器是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一,廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交。
定義2:電容器,任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體間都構(gòu)成一個電容器。
隨著電子信息技術(shù)的日新月異,以平板電視(LCD和PDP)、筆記本電腦、數(shù)碼相機等產(chǎn)品為主的消費類電子產(chǎn)品產(chǎn)銷量持續(xù)增長,帶動了電容器產(chǎn)業(yè)增長。