В отличие от резистора, который рассеивает энергию в виде тепла, идеальный конденсатор не теряет свою энергию. Мы уже знаем, что простейшей формой конденсатора являются две параллельные проводящие металлические пластины, которые разделены изолирующим материалом, таким как воздух, слюда, бумага, керамика и т. д. и называются диэлектриком на расстоянии «d».
Электроды с двусторонним покрытием изготовлены из графитового углерода в форме активированного проводящего углерода, углеродных нанотрубок или углеродных гелей. Пористая бумажная мембрана, называемая сепаратором, разделяет электроды, но позволяет проходить положительному иону, блокируя большие электроны. Как бумажный сепаратор, так и угольные электроды пропитаны жидким электролитом с алюминиевой фольгой, используемой между ними, чтобы действовать в качестве токосъемника, обеспечивающего электрическое соединение с выводами для пайки ультраконденсаторов.
Двухслойная конструкция из углеродных электродов и сепаратора может быть очень тонкой, но их эффективная площадь поверхности на тысячи метров в квадрате при намотке вместе. Затем, чтобы увеличить емкость ультраконденсатора, очевидно, что нам нужно увеличить площадь контактной поверхности, A (в м2), не увеличив физический размер конденсаторов, или использовать специальный тип электролита для увеличения доступного положительного ионы для увеличения проводимости.
Тогда ультраконденсаторы делают превосходные устройства накопления энергии из-за их высоких значений емкости вплоть до сотен фарад, из-за очень малого расстояния d или разделения их пластин и большой площади поверхности A электродов для образования на поверхности слой электролитических ионов, образующий двойной слой. Эта конструкция эффективно создает два конденсатора, по одному на каждый угольный электрод, давая ультраконденсатору вторичное название «конденсатор с двойным слоем», образуя два конденсатора последовательно.
Однако проблема с этим небольшим размером заключается в том, что напряжение на конденсаторе может быть очень низким, поскольку номинальное напряжение элемента ультраконденсатора определяется в основном напряжением разложения электролита. Тогда типичный конденсаторный элемент имеет рабочее напряжение от 1 до 3 вольт, в зависимости от используемого электролита, что может ограничивать количество электрической энергии, которое он может накапливать.
Для сохранения заряда при разумном напряжении ультраконденсаторы должны быть подключены последовательно. В отличие от электролитических и электростатических конденсаторов, ультраконденсаторы характеризуются низким напряжением на клеммах. Чтобы увеличить там номинальное напряжение на клеммах до десятков вольт, ячейки ультраконденсатора должны быть подключены последовательно или параллельно для достижения более высоких значений емкости.
Подписывайтесь на канал — здесь будет много полезной информации, давайте попробуем не расставаться xD. Ставьте палец вверх — мне будет крайне приятно ощутить Вашу поддержку. Делитесь публикациями канала с друзьями и обсуждайте.
Источник: 20KV.RU