Kondensatorer og batterier - hva er forskjellen
Det ser ut til at batterier og kondensatorer i hovedsak gjør det samme - begge lagrer elektrisk energi for deretter å overføre den til lasten. Det virker akkurat slik, i noen tilfeller oppfører kondensatoren seg vanligvis som et batteri med liten kapasitet, for eksempel i utgangskretsene til forskjellige omformere.
Men hvor ofte kan vi si at et batteri oppfører seg som en kondensator? Ikke i det hele tatt. Hovedoppgaven til batteriet i de fleste applikasjoner er å akkumulere og lagre elektrisk energi i kjemisk form i lang tid, for å holde det, slik at det deretter raskt eller sakte, umiddelbart eller flere ganger, kan gi det til lasten. Hovedoppgaven til kondensatoren under noen lignende forhold er å lagre elektrisk energi i kort tid og overføre den til en belastning med den nødvendige strømmen.
Det vil si at for typiske kondensatorapplikasjoner er det vanligvis ikke nødvendig å holde energi så lenge som batterier ofte krever. Essensen av forskjellene mellom et batteri og en kondensator ligger i enheten til begge, så vel som i prinsippene for deres drift.Selv om det fra utsiden til en ukjent observatør kan virke som om de bør ordnes på samme måte.
Kondensator (fra det latinske condensatio - "akkumulering") i sin enkleste form - et par ledende plater med et betydelig område, atskilt med et dielektrikum.
Dielektrikumet som er plassert mellom platene er i stand til å akkumulere elektrisk energi i form av et elektrisk felt: hvis en EMF dannes på platene ved hjelp av en ekstern kilde potensiell forskjell, da er dielektrikumet mellom platene polarisert fordi ladningene på platene med deres elektriske felt vil virke på de bundne ladningene inne i dielektrikumet og disse elektriske dipolene (bundne ladninger inne i dielektrikumet) er orientert for å prøve å kompensere med deres totale elektrisk felt, feltet av ladninger som er tilstede på platene på grunn av en ekstern kilde til EMF.
Hvis nå den eksterne kilden til EMF fra platene er slått av, vil polarisasjonen av dielektrikumet forbli - kondensatoren vil forbli ladet i noen tid (avhengig av kvaliteten og egenskapene til dielektrikumet).
Det elektriske feltet til et polarisert (ladet) dielektrikum kan føre til at elektroner beveger seg i en leder hvis de lukker platene. På denne måten kan kondensatoren raskt overføre energien som er lagret i dielektrikumet til lasten.
Kapasiteten til kondensatoren er jo større arealet til platene er og jo høyere dielektrikumets dielektriske konstant. De samme parametrene er relatert til den maksimale strømmen som kondensatoren kan motta eller gi under lading eller utlading.
Batteri (fra lat. acumulo samle, akkumulere) fungerer på en helt annen måte enn kondensatoren.Prinsippet for dens virkning er ikke lenger i polariseringen av dielektrikumet, men i reversible kjemiske prosesser som forekommer i elektrolytten og ved elektrodene (katode og anode).
For eksempel, under lading av et litiumionbatteri, blir litiumioner under påvirkning av en ekstern EMF fra laderen påført elektrodene innebygd i grafittnettet til anoden (på en kobberplate), og når de utlades, tilbake i aluminiumkatoden (f.eks. fra koboltoksid). Det dannes koblinger. Den elektriske kapasiteten til litiumbatteriet vil være jo større jo flere litiumioner er innebygd i elektrodene under lading og forlater dem under utlading.
I motsetning til kondensatoren er det noen nyanser her: hvis litiumbatteriet lades for raskt, har ionene rett og slett ikke tid til å bli innebygd i elektrodene, og det dannes kretser av metallisk litium, som kan bidra til kortslutning i batteriet. Og hvis du tømmer batteriet for fort, vil katoden raskt kollapse og batteriet blir ubrukelig. Batteriet krever streng overholdelse av polariteten under lading, samt kontroll av verdiene til lade- og utladningsstrømmene.