Kondensatoriai ir baterijos – koks skirtumas

Atrodo, kad baterijos ir kondensatoriai iš esmės atlieka tą patį – abu kaupia elektros energiją, kad vėliau ją perkeltų į apkrovą. Atrodo taip, kai kuriais atvejais kondensatorius dažniausiai elgiasi kaip mažos talpos baterija, pvz. įvairių keitiklių išėjimo grandinėse.

Tačiau kaip dažnai galime pasakyti, kad baterija elgiasi kaip kondensatorius? Visai ne. Pagrindinė akumuliatoriaus užduotis daugumoje programų yra kaupti ir ilgą laiką kaupti ir kaupti elektros energiją cheminiu pavidalu, išlaikyti ją, kad ji galėtų greitai arba lėtai, iš karto ar kelis kartus atiduoti apkrovai. Pagrindinė kondensatoriaus užduotis esant panašioms sąlygoms yra trumpą laiką kaupti elektros energiją ir perkelti ją į apkrovą su reikiama srove.

Tai reiškia, kad naudojant tipinius kondensatorius, paprastai nereikia išlaikyti energijos tiek laiko, kiek dažnai reikia baterijų. Akumuliatoriaus ir kondensatoriaus skirtumų esmė slypi abiejų įrenginyje, taip pat jų veikimo principuose.Nors iš šalies nepažįstamam stebėtojui gali atrodyti, kad jie turėtų būti išdėstyti taip pat.

Kondensatorius (iš lot. condensatio — „kaupimas“) paprasčiausia forma — laidžių plokščių pora su dideliu plotu, atskirta dielektriku.

Dielektrikas, esantis tarp plokščių, gali kaupti elektros energiją elektrinio lauko pavidalu: jei naudojant išorinį šaltinį ant plokštelių sukuriamas EML potencialų skirtumą, tada dielektrikas tarp plokščių yra poliarizuotas, nes plokštelių krūviai su savo elektriniu lauku veiks surištuosius krūvius dielektriko viduje ir šie elektriniai dipoliai (surištosios krūvių poros dielektriko viduje) yra orientuoti taip, kad bandytų kompensuoti jų bendrąja suma. elektrinis laukas, krūvių laukas, esantis plokštėse dėl išorinio EML šaltinio.

Jei dabar išorinis EML šaltinis iš plokščių yra išjungtas, tada dielektriko poliarizacija išliks - kondensatorius kurį laiką liks įkrautas (priklausomai nuo dielektriko kokybės ir savybių).

Poliarizuoto (įkrauto) dielektriko elektrinis laukas gali sukelti elektronų judėjimą laidininke, jei jie uždaro plokštes. Tokiu būdu kondensatorius gali greitai perkelti dielektrike sukauptą energiją į apkrovą.

Kondensatoriaus talpa yra tuo didesnis plokščių plotas ir didesnė dielektriko dielektrinė konstanta. Tie patys parametrai yra susiję su maksimalia srove, kurią kondensatorius gali priimti arba duoti įkrovimo ar iškrovimo metu.

Baterija (iš lot. acumulo rinkti, kaupti) veikia visai kitaip nei kondensatorius.Jo veikimo principas yra nebe dielektriko poliarizacijoje, o grįžtamuose cheminiuose procesuose, vykstančiuose elektrolite ir prie elektrodų (katodo ir anodo).

Pavyzdžiui, įkraunant ličio jonų akumuliatorių, ličio jonai, veikiami išorinio EML iš įkroviklio, prijungto prie elektrodų, yra įterpiami į anodo grafito tinklelį (ant varinės plokštės), o iškraunami atgal į aliuminio katodas (pvz., iš kobalto oksido). Susidaro ryšiai. Ličio akumuliatoriaus elektrinė talpa bus tuo didesnė, kuo daugiau ličio jonų bus įterpta į elektrodus įkraunant ir paliekant juos išsikrovimo metu.

Skirtingai nuo kondensatoriaus, čia yra keletas niuansų: jei ličio baterija įkraunama per greitai, jonai tiesiog neturi laiko įterpti į elektrodus ir susidaro metalinio ličio grandinės, kurios gali prisidėti prie trumpojo jungimo. O jei per greitai išsikrausite bateriją, katodas greitai subyrės ir baterija taps netinkama naudoti. Įkraunant akumuliatorių reikia griežtai laikytis poliškumo, taip pat kontroliuoti įkrovimo ir iškrovimo srovių reikšmes.