kako deluje super-kondenzator?

Super-kondenzator je vrsta kondenzatorja, ki je poseben v tem, da ima izjemno visoko kapacitivnost, zaradi težavnosti izdelave pa tudi izjemno nizko maksimalno napetost in veliko ceno. Samo za zanimivost, kapacitivnost tegale iz naslovne slike je 500 F. V primerjavi s kapacitivnostjo klasičnih elektrolitskih kondenzatorjev ki znaša nekaj uF, je to za okoli 1 000 000 (milijonkrat) krat več, Veljajo nekako za tehnologijo prihodnosti z izjemnim potencialom uporabe: električni avtomobili, pametni telefoni, vetrne in sončne elektrarne, … Njihova glavna prednost v primerjavi z baterijami je lastnost, k iso jo podedovali od klasičnih kondenzatorjev: to je sposobnost hitrega polnjenja. Pa gre res za tehnologijo prihodnosti ali samo še za en prazen hype? Če si želimo podrobneje pogledati njihovo delovanje, si moramo najprej pogledati delovanje dveh komponent, ki jima je super-kondenzator soroden: kondenzatorja in baterije.

Kondenzator

Kondenzator je naprava za shranjevanje električnega naboja. V splošnem je zgrajena iz dveh vzporednih kovinskih plošč, ki sta postavljena skupaj ena ob drugo, vmes pa je dielektrik (izolator). Ko plošči priključimo na vir napetosti, se na njima začne zbirati električni naboj, kar povzoroči, da se med ploščama ustvari električno polje.

Količina energije, ki jo kondenzator lahko shrani se meri s fizikalno količino, ki ji rečemo kapacitivnost. To je razmerje med količino naboja, ki ga kondenzator lahko shrani in napetostjo, ki jo pripeljemo na kondenzator:

c=QU

Kapacitivnost merimo z enoto farad [F]. 1 Farad je tipično zelo visoka kapacitivnost za običajne kondenzatorje, tipični elektrolitski kondenzatorji imajo kapacitivnosti reda mikro faradov (milijonink farada). Po domače, 1 farad pomeni, da lahko kondenzator shrani 1 C naboja pri napetosti 1 V. Zgornja formula za kapcitivnost je čisto teoretična, če želimo v praksi izračunat kaoacitivnost ploščatega kondenzatorja zgolj iz njegovih dimenzij in fizičnih lastnosti, potrebujemo neko drugo formulo, ki nam bo prišla zelo prav tudi pri razumevanju zgradbe super-kondenzatorjev:

C = eA/d

Pri čemer je e koeficient dielektričnosti (pove nam, kako dober dielektrik je snov med ploščama), A je površina plošč, d pa razdalja med njima. Kar je pri tem najbolj pomembno: BOlj kot sta plošči skupaj, več naboja bo kondenzator lahko shranil. Bolj kot sta plošči skupaj, več naboja bo kondenzator lahko shranil. In bolj, kot je med ploščama dober izolator, več naboja bo kondenzator lahko shranil. Idealen kondenzator (v smislu koliko naboja gre vanj) sta torej dve veliki plošči, staknjeni zelo skupaj, med njima pa je samo za papir tanek izolator.

 

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja