一、 電容的原理
電容極板間電勢差越大,電容極板被充電荷越多,即電荷數與電勢差(電壓)成正比,即Q=C*V。Q是極板上儲存的電荷,C是電容元件的引數,稱為電容,V是極板間電壓。 因此,用C=Q/V表達電容極板貯存電荷的能力。 電容量的微分表示式為:C=dQ(t)/dv(t)。 因為電流等於單位時間內電荷數的變化量,即i(t)=dQ(t)/dt, 綜合上面兩個公式得到:i(t)=C*dv(t)/dt,即電容電流與其上電壓的變化率(對時間的導數)成正比,電壓變化越快則電流越大。
二、充放電介紹(參考百度百科):
電容器的充電時間常數,是電容的端電壓達到最大值的0.63倍時所需要的時間,通常認為時間達到5倍的充電時間常數後就認為充滿了。充電時間常數的大小與電路的電阻有關,按照下式計算:tc=RC,其中R是電阻;C是電容。
以一個7F 100V的模組為例,
時間常數是 tc=RC=2*7.0=14.0s
充滿的大概時間是t=5*tc=5*14.0=90s
能量是:Q=1/2*C*U^2=0.5*7.0*100^2=35000J
三、為什麼叫“超級”電容
超級電容器之所以稱之為“超級”的原因(參考百度百科,不感興趣可以忽略):
1、超級電容器可以被視為懸浮在電解質中的兩個無反應活性的多孔電極板,在極板上加電,正極板吸引電解質中的負離子,負極板吸引正離子,實際上形成兩個容性儲存層,被分離開的正離子在負極板附近,負離子在正極板附近。
2、超級電容器在分離出的電荷中儲存能量,用於儲存電荷的面積越大、分離出的電荷越密集,其電容量越大。
3、傳統電容器的面積是導體的平板面積,為了獲得較大的容量,導體材料卷製得很長,有時用特殊的組織結構來增加它的表面積。傳統電容器是用絕緣材料分離它的兩極板,一般為塑膠薄膜、紙等,這些材料通常要求儘可能的薄。
4、超級電容器的面積是基於多孔炭材料,該材料的多孔結構允許其面積達到2000m2/g,透過一些措施可實現更大的表面積。超級電容器電荷分離開的距離是由被吸引到帶電電極的電解質離子尺寸決定的。該距離和傳統電容器薄膜材料所能實現的距離更小。
5、龐大的表面積再加上非常小的電荷分離距離使得超級電容器較傳統電容器而言有驚人大的靜電容量,這也是其“超級”所在。