揭秘超級(jí)電容器的秘密

超級(jí)電容器可以存儲(chǔ)比普通電容器更多的電能，但是有一些重要的區(qū)別，但是，這可能會(huì)使它們對(duì)您的下一個(gè)項(xiàng)目不那么可怕。

考慮一下您可能在系統(tǒng)中使用的電容器，以過(guò)濾掉不需要的噪聲或存儲(chǔ)少量電荷以備后用。這些設(shè)備在最簡(jiǎn)單的狀態(tài)下，由一對(duì)分離的平行板組成，這些板可以容納正電荷和負(fù)電荷，盡管實(shí)際情況往往更復(fù)雜一些。這些組件的額定值通常以法拉為單位，即存儲(chǔ)一庫(kù)侖電荷（注意 1 安培是 1 庫(kù)侖/秒）的電容，其正負(fù)極之間的電位差為 1 伏。電容器的額定擊穿電壓也可以根據(jù)需要在幾十到幾百伏或更高之間變化。您通常會(huì)看到以微法拉 （μF） 或百萬(wàn)分之一法拉為單位的額定值，甚至是皮法 （pF）、萬(wàn)億分之一法拉。

如果您對(duì)電子產(chǎn)品有經(jīng)驗(yàn)，那么您希望對(duì)這些組件有一種健康的恐懼，因?yàn)樗鼈兛梢员３忠欢螘r(shí)間的電荷——即使在電源關(guān)閉的情況下——如果處理不當(dāng)也會(huì)給你帶來(lái)震動(dòng)或更糟。因此，通?？梢栽跀?shù)法拉范圍內(nèi)找到的超級(jí)電容器似乎非常危險(xiǎn)，因?yàn)檫@比您習(xí)慣看到的普通電容器高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)。奇怪的是，它們的體積仍然很小，通常類(lèi)似于通常為小型電子設(shè)備甚至 LED 燈供電的良性紐扣電池。也許它們并不像您最初期望的那樣可怕。

事實(shí)是，是的，超級(jí)電容器可以存儲(chǔ)比普通電容器更多的電能，但是有一些重要的區(qū)別可能會(huì)讓它們對(duì)你的下一個(gè)項(xiàng)目不那么可怕。事實(shí)上，你可以爭(zhēng)辯說(shuō)它們甚至不是一回事，但“超級(jí)電容器”這個(gè)詞在 1970 年代 NEC 首次上市時(shí)可能聽(tīng)起來(lái)很酷。

首先，雖然電容器只是簡(jiǎn)單地分離的電荷，但超級(jí)電容器中實(shí)際上存在離子活動(dòng)，使它們能夠形成所謂的亥姆霍茲雙層正電荷和負(fù)電荷。亥姆霍茲層非常薄，并且由于電容與該分離值成反比，這使超級(jí)電容器具有極高的額定電荷。相反，與傳統(tǒng)電容器相比，超級(jí)電容器的充電和放電速度非常慢，因此不適合濾波應(yīng)用，盡管它們?nèi)匀槐入姵乜斓枚唷?/p>

兩者之間的第二個(gè)也是最可能最重要的區(qū)別是它們的潛在評(píng)級(jí)往往是個(gè)位數(shù)。因此，雖然“真正的”電容器在某些情況下可能會(huì)被充電至數(shù)百伏——很容易使未受保護(hù)的皮膚受到電擊——但超級(jí)電容器通常會(huì)被充電至個(gè)位數(shù)的電壓。然而，危險(xiǎn)可能是，如果在沒(méi)有任何電阻的情況下將超級(jí)電容器的兩端連接起來(lái)，它可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)釋放大量電流，從而可能導(dǎo)致燒傷甚至火災(zāi)。當(dāng)然，短路的電池也可能很危險(xiǎn)，因此一般情況下不要使用這樣的電源是一個(gè)很好的經(jīng)驗(yàn)法則。

在考慮超級(jí)電容器時(shí)，還要考慮額定為 50V 和 2200μF （.0022F） 的普通電容器。這將提供存儲(chǔ) 0.11 庫(kù)侖電荷的容量（在 50V 時(shí)）。一個(gè)額定為 1F 和 5.5V 的超級(jí)電容器又可以存儲(chǔ) 5.5 庫(kù)侖的電荷。這是一個(gè)很大的區(qū)別——超級(jí)電容器可以存儲(chǔ) 50 倍于正?！吧舷蕖钡碾姾伞５?，如果兩個(gè)電容都只能充電到 5.5V，傳統(tǒng)電容只能充電 0.0121 庫(kù)侖，而超級(jí)電容仍然可以存儲(chǔ) 0.11 庫(kù)侖。因此，超級(jí)電容器的電荷存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)在低電壓下被夸大了。

審核編輯：郭婷