法拉電容有什么特點(diǎn)?法拉電容有哪些應(yīng)用?

電容的使用極為頻繁，在上篇文章中，小編對(duì)去耦電容和旁路電容的區(qū)別有所闡述。為增進(jìn)大家對(duì)電容的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)法拉電容的原理、法拉電容的特點(diǎn)以及法拉電容的應(yīng)用予以介紹。如果你對(duì)電容、法拉電容具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、法拉電容原理

法拉電容又叫雙電層電容器、黃金電容、超級(jí)電容器，是從上個(gè)世紀(jì)七八十年代發(fā)展起來的一種化學(xué)元件。超級(jí)電容器通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能，但不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且儲(chǔ)能過程是可逆的，也正因?yàn)榇顺?jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。

法拉電容金額普通電容的區(qū)別首先是容量上的差別。普通電容器容量最大在1萬~4萬微法，超級(jí)電容器最大容量可達(dá)數(shù)千法拉，1法拉=100萬微法，所以超級(jí)電容又叫做法拉電容。

法拉電容屬于雙電層電容器，它是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量最大的一種，其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。

法拉電容是利用雙電層原理的電容器。當(dāng)外加電壓加到法拉電容的兩個(gè)極板上時(shí)，與普通電容器一樣，極板的正電極存儲(chǔ)正電荷，負(fù)極板存儲(chǔ)負(fù)電荷，在法拉電容的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場(chǎng)。

這種正電荷與負(fù)電荷在兩個(gè)不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個(gè)電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。

當(dāng)兩極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液界面上電荷不會(huì)脫離電解液，法拉電容為正常工作狀態(tài)(通常為3V以下)，如電容器兩端電壓超過電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液將分解，為非正常狀態(tài)。

由于隨著法拉電容放電 ，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放，電解液的界面上的電荷響應(yīng)減少。由此可以看出法拉電容的充放電過程始終是物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)。因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的。

二、法拉電容特點(diǎn)

(1)充電速度快，充電10秒～10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上;

(2)循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1~50萬次，沒有“記憶效應(yīng)”，也不存在過度放電的問題;

(3)大電流放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90%;

(4)功率密度相對(duì)較低，約為2W/KG~3W/KG，相當(dāng)于鉛酸電池的1/5~1/10;

(5)產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存以及拆解過程均沒有污染，是理想的綠色環(huán)保電源;

(6)充電線路簡(jiǎn)單，無需充電電池那樣的充電電路，長(zhǎng)期使用免維護(hù);

(7)超低溫特性好，溫度范圍寬-40℃～+70℃;

(8)檢測(cè)方便，剩余電量可直接讀出;

(9)容量范圍通常0.01F--1000F ，而耐壓往往偏低(幾伏特到十多伏，新開發(fā)出的也不過二十多伏)。

超級(jí)電容可做成超級(jí)電容模組，適合高容量的需求。

三、法拉電容應(yīng)用

(1)法拉電容的低阻抗對(duì)于當(dāng)今許多高功率應(yīng)用是必不可少的。對(duì)于快速充放電，法拉電容器小的ESR意味著更大的功率輸出。

(2)瞬時(shí)功率脈沖應(yīng)用，重要存儲(chǔ)、記憶系統(tǒng)的短時(shí)間功率支持。

(3)應(yīng)用舉例

1)快速充電應(yīng)用，幾秒鐘充電，幾分鐘放電。例如電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具;

2)在UPS系統(tǒng)中，超級(jí)電容器提供瞬時(shí)功率輸出，作為發(fā)動(dòng)機(jī)或其它不間斷系統(tǒng)的備用電源的補(bǔ)充;

3)應(yīng)用于能量充足，功率匱乏的能源，如太陽能;

4)當(dāng)公共汽車從一種動(dòng)力源切換到另一動(dòng)力源時(shí)的功率支持;

5)小電流，長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)放電，例如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器后備電源。

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