Kondensatorer och batterier - vad är skillnaden
Det verkar som att batterier och kondensatorer gör i princip samma sak - båda lagrar elektrisk energi för att sedan överföra den till lasten. Det verkar precis så, i vissa fall beter sig kondensatorn som ett batteri med liten kapacitet, t.ex. i utgångskretsarna hos olika omvandlare.
Men hur ofta kan vi säga att ett batteri beter sig som en kondensator? Inte alls. Batteriets huvuduppgift i de flesta applikationer är att ackumulera och lagra elektrisk energi i kemisk form under lång tid, att hålla det, så att det sedan snabbt eller långsamt, omedelbart eller flera gånger, kan ge det till lasten. Kondensatorns huvuduppgift under vissa liknande förhållanden är att lagra elektrisk energi under en kort tid och överföra den till en belastning med den erforderliga strömmen.
Det vill säga, för typiska kondensatorapplikationer finns det vanligtvis inget behov av att hålla energi så länge som batterier ofta kräver. Kärnan i skillnaderna mellan ett batteri och en kondensator ligger i enheten för båda, såväl som i principerna för deras funktion.Även om det från utsidan till en obekant betraktare kan tyckas att de borde vara ordnade på samma sätt.
Kondensor (från latinets condensatio - "ackumulation") i sin enklaste form - ett par ledande plattor med en betydande yta, åtskilda av ett dielektrikum.
Dielektrikumet som finns mellan plattorna kan ackumulera elektrisk energi i form av ett elektriskt fält: om en EMF skapas på plattorna med hjälp av en extern källa möjlig skillnad, då är dielektrikumet mellan plattorna polariserat eftersom laddningarna på plattorna med deras elektriska fält kommer att verka på de bundna laddningarna inuti dielektrikumet och dessa elektriska dipoler (bundna laddningspar inuti dielektrikumet) är orienterade för att försöka kompensera med deras totala elektriskt fält, fältet av laddningar som finns på plattorna på grund av en extern källa till EMF.
Om nu den externa källan till EMF från plattorna är avstängd, kommer polariseringen av dielektrikumet att förbli - kondensatorn kommer att förbli laddad under en tid (beroende på dielektrikumets kvalitet och egenskaper).
Det elektriska fältet hos ett polariserat (laddat) dielektrikum kan få elektroner att röra sig i en ledare om de stänger plattorna. På så sätt kan kondensatorn snabbt överföra energin som lagras i dielektrikumet till lasten.
Kapaciteten hos kondensatorn är ju större plattornas yta och desto högre dielektricitetskonstanten är. Samma parametrar är relaterade till den maximala ström som kondensatorn kan ta emot eller ge under laddning eller urladdning.
Batteri (av lat. acumulo samla, ackumulera) fungerar på ett helt annat sätt än kondensatorn.Principen för dess verkan är inte längre i polariseringen av dielektrikumet, utan i reversibla kemiska processer som sker i elektrolyten och vid elektroderna (katod och anod).
Till exempel, under laddning av ett litiumjonbatteri, bäddas litiumjoner under inverkan av en extern EMF från laddaren som appliceras på elektroderna i anodens grafitnät (på en kopparplatta) och när de laddas ur tillbaka in i anoden. aluminiumkatoden (t.ex. från koboltoxid). Länkar bildas. Litiumbatteriets elektriska kapacitet blir ju större ju fler litiumjoner som är inbäddade i elektroderna under laddning och lämnar dem under urladdning.
Till skillnad från kondensatorn finns det några nyanser här: om litiumbatteriet laddas för snabbt, så hinner jonerna helt enkelt inte bäddas in i elektroderna, och kretsar av metalliskt litium bildas, vilket kan bidra till en kortslutning i Och om du tappar batteriet för snabbt kommer katoden snabbt att kollapsa och batteriet blir oanvändbart. Batteriet kräver strikt överensstämmelse med polariteten under laddning, samt kontroll av värdena för laddnings- och urladdningsströmmar.