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初識(shí)電化學(xué)電容器
A. 什么是超級(jí)電容器?
超級(jí)電容器是一種新型的儲(chǔ)能裝置,由于其相對(duì)于傳統(tǒng)的平板電容器具有較高的能量密度,而相對(duì)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”。它的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生一個(gè)交流支路來(lái)把不需要的能量從易受影響的區(qū)域泄放掉。Maxwell公司公布的超級(jí)電容器與鋰電池性能對(duì)比以及超級(jí)電容器的優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比,
關(guān)于超級(jí)電容器,有一本很經(jīng)典的書籍。要想詳細(xì)了解電容器知識(shí)的小伙伴可以仔細(xì)閱讀一下該書籍。這里主要基于文獻(xiàn)閱讀的形式來(lái)介紹一下電容器的相關(guān)知識(shí)。
這里用E電動(dòng)勢(shì)作為電動(dòng)勢(shì)的符號(hào),以區(qū)別于電場(chǎng)強(qiáng)度E。這個(gè)問(wèn)題的提出和教材(包括一些大學(xué)教材)有關(guān)。教材常把用電源對(duì)電容器充放電過(guò)程表示為圖6.9。這樣表示有三個(gè)問(wèn)題:1.只用電動(dòng)勢(shì)E電動(dòng)勢(shì)不能完全表示電源的特性,電源的特性必須用電動(dòng)勢(shì)E電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻r兩個(gè)物理量描述,不存在內(nèi)阻r= 0的電源。2.實(shí)際充電過(guò)程中電源內(nèi)阻r可以起到限制充電電流的作用;但是如果電容器的電容較大、電源電動(dòng)勢(shì)較高,還需要在電路中串接限流電阻以防止充電電流過(guò)大損壞電源和電流表。除顫器的核心就是這個(gè)耐壓5000V以上、70μF的電容器,它耐壓較高、容量較大,并且體積較小、重量較輕,因此需要精心設(shè)計(jì)和制造。3.如果電容器電容較大且充電電壓較高,放電時(shí)也應(yīng)增加限流電阻,以免損壞電流表。
下面就討論電源給電容器充電的過(guò)程中能量的分配問(wèn)題,設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)和電容器電容量都不大,充電電路如圖6.10和圖6.11所示。圖6.10 和圖6.11 是一樣的,只是對(duì)電源的表示方法不同,圖6.10 中把電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分開表示,圖6.11中把電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻合起來(lái)標(biāo)注在電源下方,這樣才是電源的正確表示方法。通用公式C=Q/U平行板電容器專用公式:板間電場(chǎng)強(qiáng)度E=U/d,電容器電容決定式C=εS/4πkd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。
1、用萬(wàn)用表電阻檔檢查電解電容器的好壞
電解電容器的兩根引線有正、負(fù)之分,在檢查它的好壞時(shí), 對(duì)耐壓較低的電解電容器(6V或 l0V),電阻檔應(yīng)放在R×100或 R×1K檔,把紅表筆接電容器的負(fù)端,黑表筆接正端,這時(shí)萬(wàn)用表指針將擺動(dòng),然后恢復(fù)到零位或零位附近。這樣的電解電容器是好的。主要原因是電容器的參數(shù)改變,但沒(méi)完全失效,在一定程度上還有作用,但達(dá)不到應(yīng)有的作用,使得現(xiàn)有的故障現(xiàn)象出現(xiàn)。電解電容器的容量越大,充電時(shí)間越長(zhǎng),指針擺動(dòng)得也越慢。