Kapasitörler ve piller - fark nedir

Görünüşe göre piller ve kapasitörler temelde aynı şeyi yapıyor - her ikisi de elektrik enerjisini depolayarak daha sonra yüke aktarıyor. Aynen öyle görünüyor, bazı durumlarda kapasitör genellikle küçük kapasiteli bir pil gibi davranır, örneğin çeşitli dönüştürücülerin çıkış devrelerinde.

Ancak bir pilin kapasitör gibi davrandığını ne sıklıkla söyleyebiliriz? Hiç de bile. Bataryaların çoğu uygulamada ana görevi, elektrik enerjisini kimyasal formda uzun süre biriktirip depolamak, tutmak, böylece hızlı veya yavaş, hemen veya birkaç kez yüke verebilmektir. Bazı benzer koşullar altında kondansatörün asıl görevi, elektrik enerjisini kısa süreliğine depolamak ve gerekli akımla bir yüke aktarmaktır.

Diğer bir deyişle, tipik kapasitör uygulamaları için, genellikle pillerin ihtiyaç duyduğu süre boyunca enerji tutmaya gerek yoktur. Bir pil ile bir kapasitör arasındaki farkların özü, her ikisinin de cihazında ve çalışma ilkelerinde yatmaktadır.Dışarıdan yabancı bir gözlemciye aynı şekilde düzenlenmesi gerektiği gibi görünebilir.

kondansatör (Latince yoğunlaşma - "birikim") en basit haliyle - bir dielektrik ile ayrılmış, önemli bir alana sahip bir çift iletken plaka.

Plakalar arasında bulunan dielektrik, elektrik enerjisini bir elektrik alanı şeklinde biriktirebilir: eğer plakalar üzerinde harici bir kaynak kullanılarak bir EMF oluşturulursa potansiyel fark, o zaman plakalar arasındaki dielektrik polarize olur çünkü plakalardaki yükler kendi elektrik alanları ile dielektrik içindeki bağlı yüklere etki edecek ve bu elektrik dipolleri (dielektrik içindeki bağlı yük çiftleri) toplamlarını telafi etmeye çalışacak şekilde yönlendirilir. elektrik alanı, harici bir EMF kaynağı nedeniyle plakalarda bulunan yük alanı.

Şimdi plakalardan harici EMF kaynağı kapatılırsa, dielektrik polarizasyonu kalacaktır - kapasitör bir süre şarjlı kalacaktır (dielektriğin kalitesine ve özelliklerine bağlı olarak).

Polarize (yüklü) bir dielektrikin elektrik alanı, eğer plakaları kapatırlarsa elektronların bir iletken içinde hareket etmesine neden olabilir. Bu sayede kapasitör, dielektrikte depolanan enerjiyi hızlı bir şekilde yüke aktarabilir.

Kapasitörün kapasitesi, plakaların alanı ne kadar büyükse ve dielektrikin dielektrik sabiti o kadar yüksektir. Aynı parametreler, kapasitörün şarj veya deşarj sırasında alabileceği veya verebileceği maksimum akım ile ilgilidir.

Pil (lat. birikimden topla, biriktir) kapasitörden tamamen farklı bir şekilde çalışır.Etki ilkesi artık dielektrikin polarizasyonunda değil, elektrolitte ve elektrotlarda (katot ve anot) meydana gelen tersinir kimyasal işlemlerdedir.

Örneğin, bir lityum-iyon pilin şarj edilmesi sırasında, elektrotlara uygulanan şarj cihazından harici bir EMF'nin etkisi altındaki lityum iyonları, anodun grafit ızgarasına (bakır bir plaka üzerinde) gömülür ve deşarj edildiğinde geri alüminyum katot (örneğin kobalt oksitten).Bağlantılar oluşur. Lityum pilin elektrik kapasitesi, şarj sırasında elektrotlara ne kadar çok lityum iyonu gömülürse ve deşarj sırasında onları bırakırsa o kadar büyük olacaktır.

Kondansatörün aksine, burada bazı nüanslar vardır: lityum pil çok hızlı şarj edilirse, iyonların elektrotlara gömülmek için zamanları olmaz ve kısa devreye katkıda bulunabilecek metalik lityum devreleri oluşur. Bataryayı çok hızlı boşaltırsanız, katot hızla çökecek ve batarya kullanılamaz hale gelecektir. Pil, şarj sırasında kutuplara sıkı bir şekilde uyulmasını ve ayrıca şarj ve deşarj akımlarının değerlerinin kontrolünü gerektirir.