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830 63AP7060/4電容儀器

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830 63AP7060/4電容儀器
電容器,通常簡稱其容納電荷的本領(lǐng)為電容,用字母C表示。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。英文名稱:capacitor。電容器是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一,廣泛應用于電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調(diào)諧回路, 能量轉(zhuǎn)換,控制等方面。定義2:電容器,任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體(包括導線)間都構(gòu)成一個電容器。

830 63AP7060/4電容儀器

830 63AP7060/4電容儀器

 
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電容器,通常簡稱其容納電荷的本領(lǐng)為電容,用字母C表示。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。英文名稱:capacitor。電容器是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一,廣泛應用于電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調(diào)諧回路, 能量轉(zhuǎn)換,控制等方面。定義2:電容器,任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體(包括導線)間都構(gòu)成一個電容器。

電容與電容器不同。電容為基本物理量,符號C,單位為F(法拉)。

通用公式C=Q/U平行板電容器公式:板間電場強度E=U/d ,電容器電容決定式 C=εS/4πkd

隨著電子信息技術(shù)的日新月異,數(shù)碼電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度越來越快,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。

簡介

編輯

定義:是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質(zhì)構(gòu)成。當在兩金屬電極間加上電壓時,電極上就會存儲電荷,所以電容器是儲能元件。任何兩個彼此絕緣又相距很近的導體,組成一個電容器。平行板電容器由電容器的極板和電介質(zhì)組成 [1]  。

特點:

1.它具有充放電特性和阻止直流電流通過,允許交流電流通過的能力。

2.在充電和放電過程中,兩極板上的電荷有積累過程,也即電壓有建立過程,因此,電容器上的電壓不能突變。

電容器的充電:兩板分別帶等量異種電荷,每個極板帶電量的值叫電容器的帶電量。

電容器的放電:電容器兩極正負電荷通過導線中和。在放電過程中導線上有短暫的電生。

電容充電過程電容充電過程

3.電容器的容抗與頻率、容量之間成反比。即分析容抗大小時就得系信號的頻率高低、容量大小 [1]  。

平行板電容器的電容公式 [1]  :


  

介電常數(shù)真空εr=1,k為靜電力常量,S為兩板正對面積,d為兩板間距離。

說明:平行板電容器內(nèi)的電場是勻強電場

作用

編輯

電容器電容器

在直流電路中,電容器是相當于斷路的。電容器是一種能夠儲藏電荷的元件,也是較常用的電子元件之一。

這得從電容器的結(jié)構(gòu)上說起。較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,當物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后,物質(zhì)是都可以導電的,我們稱這個電壓叫擊穿電壓。電容也不例外,電容被擊穿后,就不是絕緣體了。不過在中學階段,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。

電容器的作用:

●耦合:用在耦合電路中的電容稱為耦合電容,在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路,起隔直流通交流作用 [2]  。

●濾波:用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容,在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路,濾波電容將一定頻段內(nèi)的信號從總信號中去除 [2]  。

●退耦:用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容,在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路,退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連 [2]  。

●高頻消振:用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容,在音頻負反饋放大器中,為了消振可能出現(xiàn)的高頻自激,采用這種電容電路,以消除放大器可能出現(xiàn)的高頻嘯叫 [2]  。

●諧振:用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容,LC并聯(lián)和串聯(lián)諧振電路中都需這種電容電路 [2]  。

●旁路:用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容,電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號,可以使用旁路電容電路,根據(jù)所去掉信號頻率不同,有全頻域(所有交流信號)旁路電容電路和高頻旁路電容電路 [2]  。

●中和:用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在收音機高頻和中頻放大器,電視機高頻放大器中,采用這種中和電容電路,以消除自激 [2]  。

●定時:用在定時電路中的電容器稱為定時電容。在需要通過電容充電、放電進行時間控制的電路中使用定時電容電路,電容起控制時間常數(shù)大小的作用 [2]  。

●積分:用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電勢場掃描的同步分離電路中,采用這種積分電容電路,可以從場復合同步信號中取出場同步信號 [2]  。

●微分:用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發(fā)器電路中為了得到尖頂觸發(fā)信號,采用這種微分電容電路,以從各類(主要是矩形脈沖)信號中得到尖頂脈沖觸發(fā)信號 [2]  。

●補償:用在補償電路中的電容器稱為補償電容,在卡座的低音補償電路中,使用這種低頻補償電容電路,以提升放音信號中的低頻信號,此外,還有高頻補償電容電路 [2]  。

●自舉:用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容,常用的OTL功率放大器輸出級電路采用這種自舉電容電路,以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度 [2]  。

●分頻:在分頻電路中的電容器稱為分頻電容,在音箱的揚聲器分頻電路中,使用分頻電容電路,以使高頻揚聲器工作在高頻段,中頻揚聲器工作在中頻段,低頻揚聲器工作在低頻段 [2]  。

●負載電容:是指與石英晶體諧振器一起決定負載諧振頻率的有效外界電容。負載電容常用的標準值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。負載電容可以根據(jù)具體情況作適當?shù)恼{(diào)整,通過調(diào)整一般可以將諧振器的工作頻率調(diào)到標稱值 [2]  。

型號

編輯

型號命名

國產(chǎn)電容器的型號一般由四部分組成(不適用于壓敏、可變、真空電容器)。依次分別代表名稱、材料、分類和序號。

*部分:名稱,用字母表示,電容器用C。

第二部分:材料,用字母表示。

第三部分:分類,一般用數(shù)字表示,個別用字母表示。

第四部分:序號,用數(shù)字表示。

空調(diào)配件電容器用字母表示產(chǎn)品的材料:A-鉭電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E-其它材料電解、G-合金電解、H-復合介質(zhì)、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機薄膜、N-鈮電解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介

容量標示

1.直標法

用數(shù)字和單位符號直接標出。如1uF表示1微法,有些電容用“R”表示小數(shù)點,如R56表示0.56微法。

2.文字符號法

用數(shù)字和文字符號有規(guī)律的組合來表示容量。如p10表示0.1pF、1p0表示1pF、6P8表示6.8pF、2u2表示2.2uF.

3.色標法

用色環(huán)或色點表示電容器的主要參數(shù)。電容器的色標法與電阻相同。

電容器偏差標志符號:+*-0--H、+*-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z

4.數(shù)學計數(shù)法:數(shù)學計數(shù)法一般是三位數(shù)字,*位和第二位數(shù)字為有效數(shù)字,第三位數(shù)字為倍數(shù)。標值272,容量就是:27X10^2=2700pf。如果標值473,即為47X10^3=47000pf(后面的2、3,都表示10的多少次方)。又如:332=33X10^2=3300pf。電容器如何命名 各國電容器的型號命名都很不統(tǒng)一,國產(chǎn)電容器的型號一般有四部分組成(不適用于壓敏電容器、可變電容器和真空電容器)依次分別代表名稱、材料、分類和序號。

*部分為名稱,用

字母C表示

第二部分為材料,

用字母表示

第三部分為分類,用數(shù)字表示,

也有個別用字母表示的

第四部分為符號,用數(shù)字表示,

以區(qū)別電容器的外形尺寸及性能指標

  

字母及含義

數(shù)字或字母

含義

   

瓷介電容

云母電容

有機電容

電解電容

  

A—鉭電解

1

圓形

非密封

非密封

箔式

B—聚苯乙烯等

非極性薄膜

2

管形

非密封

非密封

箔式

3

疊片

密封

密封

燒結(jié)粉固體

 

C—高頻陶瓷

4

獨石

密封

密封

燒結(jié)粉固體

D—鋁電解

5

穿心

?

穿心

?

E—其他材料電解

6

支柱等

?

?

?

G—合金電解

?

?

?

?

?

H—復合介質(zhì)

7

?

?

?

無極性

I—玻璃釉

8

高壓

高壓

高壓

?

J—金屬化紙介

9

?

?

特殊

特殊

L—滌綸等極性有機薄膜

G

高功率

   

T

疊片式

    

N—鈮電解

W

微調(diào)

   

O—玻璃膜

     

Q—漆膜

J

金屬化紙介

   

T—低頻陶瓷

     

V—云母紙

Y

高壓

   

Y—云母

     

Z—紙介

     

分類

編輯

根據(jù)分析統(tǒng)計,電容器主要分為以下10類:

1.按照結(jié)構(gòu)分三大類:固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。

2.按電解質(zhì)分類:有機介質(zhì)電容器、無機介質(zhì)電容器、電解電容器、電熱電容器和空氣介質(zhì)電容器等。

3、按用途分有:高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。

4.按制造材料的不同可以分為:瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容,還有*的聚丙烯電容等等

5.高頻旁路:陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。

6.低頻旁路:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。

7、濾波:鋁電解電容器、紙介電容器、復合紙介電容器、液體鉭電容器。

8.調(diào)諧:陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。

9.低耦合:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。

10.小型電容:金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。

類型

編輯

鋁電解電容器

用浸有糊狀電解質(zhì)的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成,薄的化氧化膜作介質(zhì)的電容器。因為氧化膜有單向?qū)щ娦再|(zhì),所以電解電容器具有極性。

容量,能耐受的脈動電流。

容量誤差,泄漏電流;普通的不適于在高頻和低溫下應用,不宜使用在25kHz以上頻率。

低頻旁路、信號耦合、電源濾波。

鉭電解電容器

用燒結(jié)的鉭塊作正極,電解質(zhì)使用固體二氧化錳。

溫度特性、頻率特性和可靠性均優(yōu)于普通電解電容器,特別是漏電流極小,貯存性良好,壽命長,容量誤差小,而且體積小,單位體積下能得到的電容電壓乘積。

對脈動電流的耐受能力差,若損壞易呈短路狀態(tài)。

超小型高可靠機件中。

自愈式并聯(lián)電容器

結(jié)構(gòu)與紙質(zhì)電容器相似,但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質(zhì)。

頻率特性好,介電損耗小。

不能做成的容量,耐熱能力差。

濾波器、積分、振蕩、定時電路。瓷介電容器 穿心式或支柱式結(jié)構(gòu)瓷介電容器,它的一個電極就是安裝螺絲。引線電感極小,

頻率特性好,介電損耗小,有溫度補償作用。

不能做成的容量,受振動會引起容量變化。

特別適于高頻旁路。

獨石電容器(多層陶瓷電容器)

在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料,疊合后一次繞結(jié)成一塊不可分割的整體,外面再用樹脂包封而成

小體積、容量、高可靠和耐高溫的新型電容器,高介電常數(shù)的低頻獨石電容器也具有穩(wěn)定的性能,體積極小,Q值高

容量誤差較

噪聲旁路、濾波器、積分、振蕩電路紙介電容器

一般是用兩條鋁箔作為電極,中間以厚度為0.008~0.012mm的電容器紙隔開重疊卷繞而成。

制造工藝簡單,價格便宜,能得到較的電容量

金屬化聚丙烯電容器

一般在低頻電路內(nèi),通常不能在高于3~4MHz的頻率上運用。油浸電容器的耐壓比普通紙質(zhì)電容器高,穩(wěn)定性也好,適用于高壓電路微調(diào)電容器(半可變電容器) 電容量可在某一小范圍內(nèi)調(diào)整,并可在調(diào)整后固定于某個電容值。

瓷介微調(diào)電容器的Q值高,體積也小,通??煞譃閳A管式及圓片式兩種。

云母和聚苯乙烯介質(zhì)的通常都采用彈簧式東,結(jié)構(gòu)簡單,但穩(wěn)定性較差。

線繞瓷介微調(diào)電容器是拆銅絲<外電極>來變動電容量的,故容量只能變小,不適合在需反復調(diào)試的場合使

用。

陶瓷電容器

用高介電常數(shù)的電容器陶瓷<鈦酸鋇一氧化鈦>擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì),并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。

具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器,用于高穩(wěn)定振蕩回路中,作為回路電容器及墊整電容器。

低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用,或?qū)Ψ€(wěn)定性和損耗要求不高的場合<包括高頻在內(nèi)>。這種電容器不宜使用在脈沖電路中,因為它們易于被脈沖電壓擊穿。

高頻瓷介電容器

適用于高頻電路云母電容器

就結(jié)構(gòu)而言,可分為箔片式及被銀式。被銀式電極為直接在云母片上用真空蒸發(fā)法或燒滲法鍍上銀層而成,由于消除了空氣間隙,溫度系數(shù)為下降,電容穩(wěn)定性也比箔片式高。

頻率特性好,Q值高,溫度系數(shù)小

不能做成的容量

廣泛應用在高頻電器中,并可用作標準電容器玻璃釉電容器

由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成,介質(zhì)再以銀層電極經(jīng)燒結(jié)而成"獨石"結(jié)構(gòu)

性能可與云母電容器媲美,能耐受各種氣候環(huán)境,一般可在200℃或更高溫度下工作,額定工作電壓可達500V,損耗tgδ0.0005~0.008

氣泵電容器

電容器:電子設(shè)備中充當整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號的旁路、交直流電路的交流耦合等的電子元件稱為電容器。電容器包括固定電容器和可變電容器兩類,其中固定電容器又可根據(jù)所使用的介質(zhì)材料分為云母電容器、陶瓷電容器、紙/塑料薄膜電容器、電解電容器和玻璃釉電容器等;可變電容器也可以是玻璃、空氣或陶瓷介質(zhì)結(jié)構(gòu)。

電容器的損耗與漏電和使用環(huán)境的溫度有極的關(guān)系?。?!

固定電容器

固定電容器的檢測方法

A.檢測10pF以下的小電容因10pF以下的固定電容器容量太小,用萬用表進行測量,只能定性的檢查其是否有漏電,內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象。測量時,可選用萬用表R×10k擋,用兩表筆分別任意接電容的兩個引腳,阻值應為無窮。若測出阻值(指針向右擺動)為零,則說明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。

B.檢測10PF~001μF固定電容器是否有充電現(xiàn)象,進而判斷其好壞。萬用表選用R×1k擋。兩只三極管的β值均為100以上,且穿透電流要小??蛇x用3DG6等型號硅三極管組成復合管。萬用表的紅和黑表筆分別與復合管的發(fā)射極e和集電極c相接。由于復合三極管的放作用,把被測電容的充放電過程予以放,使萬用表指針擺幅度加,從而便于觀察。

應注意的是:在測試操作時,特別是在測較小容量的電容時,要反復調(diào)換被測電容引腳接觸A、B兩點,才能明顯地看到萬用表指針的擺動。C對于001μF以上的固定電容,可用萬用表的R×10k擋直接測試電容器有無充電過程以及有無內(nèi)部短路或漏電,并可根據(jù)指針向右擺動的幅度大小估計出電容器的容量。

容量

編輯

電容器既然是一種儲存電荷的“容器”,就有“容量”大小的問題。為了衡量電容器儲存電荷的能力,確定了電容量這個物理量。電容器必須在外加電壓的作用下才能儲存電荷。不同的電容器在電壓作用下儲存的電荷量也可能不相同。上統(tǒng)一規(guī)定,給電容器外加1伏特直流電壓時,它所能儲存的電荷量,為該電容器的電容量(即單位電壓下的電量),用字母C表示。電容量的基本單位為法拉(F)。在1伏特直流電壓作用下,如果電容器儲存的電荷為1庫侖,電容量就被定為1法拉,法拉用符號F表示,1F=1Q/V。在實際應用中,電容器的電容量往往比1法拉小得多,常用較小的單位,如毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)等,它們的關(guān)系是:1微法等于百萬分之一法拉;1皮法等于百萬分之一微法, [3]  即:

1法拉(F)=1000毫法(mF)

1毫法(mF)=1000微法(μF)

1微法(μF)=1000納法(nF)

1納法(nF)=1000皮法(pF)

即:

1F=1000000μF

1μF=1000000pF

充放電

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當電容器接通電源以后,在電場力的作用下,與電源正極相接電容器極板的 自由電子將經(jīng)過電源移到與電源負極相接的極板下, 正極由于失去負電荷而帶正電, 負 極由于獲得負電荷而帶負電,正,負極板所帶電荷小相等,符號相反.電荷定 向移動形成電流,由于同性電荷的排斥作用,所以開始電流,以后逐漸減小,在電 荷移動過程中,電容器極板儲存的電荷不斷增加,電容器兩極板間電壓 Uc 等于電源電 壓 U 時電荷停止移動,電流 I=0,開關(guān)閉合,通過導線的連接作用,電容器正負極板電荷中和掉. 當 K 閉合時,電容器 C 正極正電荷可以移動 負極上中和掉,負極負電荷也可以移到正極中和掉,電荷逐漸減少,表現(xiàn)電流減小,電壓也逐漸減小為零.

注意事項

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由于電容器的兩有剩留殘余電荷的特點,所以,首先應設(shè)法將其電荷放盡,否則容易發(fā)生觸電事故。處理故障電容器時,首先應拉開電容器組的斷路器及其上下隔離開關(guān),如采用熔斷器保護,則應先取下熔絲管。此時,電容器組雖已經(jīng)過放電電阻自行放電,但仍會有部分殘余電荷,因此,必須進行人工放電。放電時,要先將接地線的接地端與接地網(wǎng)固定好,再用接地棒多次對電容器放電,直至無火花和放電聲為止,后將接地線固定好。同時,還應注意,電容器如果有內(nèi)部斷線、熔絲熔斷或引線接觸不良時,其兩極間還可能會有殘余電荷,而在自動放電或人工放電時,這些殘余電荷是不會被放掉的。故運行或檢修人員在接觸故障電容器前,還應戴好絕緣手套,并用短路線短接故障電容器的兩極以使其放電。另外,對采用串聯(lián)接線方式的電容器還應單獨進行放電。

故障處理

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1、電容器的常見故障。當發(fā)現(xiàn)電容器的下列情況之一時應立即切斷電源。

(1)電容器外殼膨脹或漏油。

(2)套管破裂,發(fā)生閃絡(luò)有火花。

(3)電容器內(nèi)部聲音異常。

(4)外殼溫升高于55℃以上示溫片脫落。

2、電容器的故障處理

(1)當電容器爆炸著火時,就立即斷開電源,并用砂子和干式滅火器滅火。

(2)當電容器的保險熔斷時,應向調(diào)度匯報,待取得同意后再拉開電容器的斷路器。切斷電源對其進行放電,*行外部檢查 ,如套管的外部有無閃絡(luò)痕跡,外殼是否變形,漏油及接地裝置有無短路現(xiàn)象等,并搖測極間及極對地的絕緣電阻值,檢查電容器組接線是否完整、牢固,是否有缺相現(xiàn)象,如未發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象,可換好保險后投入。如送電后保險仍熔斷,則應退出故障電容器,而恢復對其余部分送電。如果在保險熔斷的同時,斷路器也跳閘,此時不可強送。須待上述檢查完畢換好保險后再投入。

(3)電容器的斷路器跳閘,而分路保險未斷,應先對電容器放電三分鐘后,再檢查斷路器電流互感器電力電纜及電容器外部等。若未發(fā)現(xiàn)異常,則可能是由于外部故障母線電壓波動所致。經(jīng)檢查后,可以試投;否則,應進一步對保護全面的通電試驗。通過以上的檢查、試驗,若仍找不出原因,則需按制度辦事,對電容器逐漸進行試驗。未查明原因之前,不得試投。

3、處理故障電容器時的安全事項。處理故障電容器應在斷開電容器的斷路器后,拉開斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān),并對電容器組放電后進行。電容器組經(jīng)放電電阻、放電變壓器或放電電壓互感器放電之后,由于部分殘余電荷一時放不盡,應將接地的接地端固定好,再用接地棒多次對電容器放電直至無火花及放電聲為止,然后將接地卡子固定好。由于故障電容器可能發(fā)生引線接觸不良,內(nèi)部斷線或保險熔斷等現(xiàn)象,因此仍可能有部分電荷未放出來,所以檢修人員在接觸故障電容器以前,還應戴上絕緣手套,用短路線將故障電容器的兩極短接,還應單獨進行放電。

新成果

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法國研究人員日前報告說,用來制造超級電容器電極的碳材料結(jié)構(gòu)越不規(guī)則,超級電容器的電容就越大,對高壓的承受能力也越強。超級電容器是一種新型儲能裝置,具有充電時間短、輸出功率高、壽命長等優(yōu)點,可用于車輛制動能量回收系統(tǒng)等。其工作原理基于電極和電解液中的正負離子間的相互作用,電極表面積越大、和正負離子間的相互作用越強,電容就越

法國國家科研中心和奧爾良大學研究人員借助核磁共振光譜技術(shù)量化分析了電極和正負離子間的靜電作用強弱,結(jié)果發(fā)現(xiàn),碳電極材料結(jié)構(gòu)越不規(guī)則,超級電容器的電容就越大,對高壓的承受能力也越強。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·材料》雜志網(wǎng)絡(luò)版上。研究人員認為,這一發(fā)現(xiàn)有助于人們改進超級電容器性能。 [4] 

超級電容器

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超級電容器是一種電容量可達數(shù)千法拉的*容量電容器。根據(jù)電容器的原理,電容量取決于電極間距離和電極表面積,為了得到如此大的電容量,要盡可能縮小超級電容器電極間距離、增加電極表面積,為此,采用雙電層原理和活性炭多孔化電極[5]  。

超級電容器雙電層介質(zhì)在電容器的二個電極上施加電壓時,在靠近電極的電介質(zhì)界面上產(chǎn)生與電極所攜帶的電荷極性相反的電荷并被束縛在介質(zhì)界面上,形成事實上的電容器的二個電極。很明顯,二個電極的距離非常小,只有幾nm.同時活性炭多孔化電極可以獲得*的電極表面積,可以達到200m2/g。因而這種結(jié)構(gòu)的超級電容器具有*的電容量并可以存儲很大的靜電能量。就儲能而言,超級電容器的這一特性介于傳統(tǒng)電容器與電池之間。當二個電極板間電勢低于電解液的氧化還原電極電位時,電解液界面上的電荷不會脫離電解液,超級電容器處在正常工作狀態(tài)(通常在3V以下),如果電容器二端電壓超過電解液的氧化還原電極電位,那么,電解液將分解,處于非正常狀態(tài)。隨著超級電容器的放電,正、負極板上的電荷被外電路泄放,電解液界面上的電荷響應減少。由此可以看出超級電容器的充放電過程始終是物理過程,沒有化學反應,因此性能是穩(wěn)定的,與利用化學反應的蓄電池不同

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