电容器和电池——有什么区别
看来电池和电容器的作用基本相同——都存储电能,然后将其传输到负载。似乎就是这样,在某些情况下,电容器通常表现为容量较小的电池,例如 在各种转换器的输出电路中.
但是我们多久可以说一次电池就像一个电容器呢?一点也不。在大多数应用中,电池的主要任务是以化学形式长时间积累和储存电能,以保持电能,然后可以快速或缓慢、立即或多次将电能提供给负载。在某些类似条件下,电容器的主要任务是短时间存储电能并以所需电流将其传输给负载。
也就是说,对于典型的电容器应用,通常不需要像电池通常需要的那样长时间保持能量。电池和电容器之间差异的本质在于两者的装置以及它们的工作原理。尽管从外人看来,对于不熟悉的观察者来说,它们似乎应该以相同的方式排列。
冷凝器 (来自拉丁语 condensatio——“积累”)最简单的形式——一对面积很大的导电板,由电介质隔开。
位于板之间的电介质能够以电场的形式积累电能:如果使用外部源在板上产生 EMF 潜在差异,然后板之间的电介质被极化,因为板上的电荷及其电场将作用于电介质内的束缚电荷,并且这些电偶极子(电介质内的束缚电荷对)被定向以试图补偿它们的总电荷电场,由于外部 EMF 源而存在于板上的电荷场。
如果现在来自极板的外部 EMF 源被关闭,则电介质的极化将保持 - 电容器将保持充电一段时间(取决于电介质的质量和特性)。
如果极化(带电)电介质的电场关闭板,则它们会导致电子在导体中移动。这样,电容器就可以将电介质中存储的能量迅速传递给负载。
电容器的容量是极板面积越大,电介质的介电常数越高。相同的参数与电容器在充电或放电过程中可以接收或提供的最大电流有关。
电池 (来自 lat.acumulo collect,accumulate)的工作方式与电容器完全不同。其作用原理不再是电介质的极化,而是电解质和电极(阴极和阳极)发生的可逆化学过程。
例如,锂离子电池在充电过程中,锂离子在充电器施加于电极的外部电动势的作用下,嵌在阳极(铜板上)的石墨栅格中,放电时,又回到铝阴极(例如来自氧化钴)。形成链接。锂电池的电容量越大,充电时嵌入电极的锂离子越多,放电时离开电极的锂离子越多。
与电容器不同,这里有一些细微差别:如果锂电池充电太快,那么离子根本没有时间嵌入电极,形成金属锂电路,这可能导致电池短路电池。如果你耗尽电池的速度太快,阴极会很快崩溃,电池将变得无法使用。电池在充电过程中需要严格遵守极性,以及控制充电和放电电流的值。