Кондензатори и батерии — каква е разликата
Изглежда, че батериите и кондензаторите правят по същество едно и също — и двата акумулират електрическа енергия, за да я предадат след това на товара. Изглежда точно така, в някои случаи кондензаторът обикновено се държи като батерия с малък капацитет, например в изходните вериги на различни преобразуватели.
Но колко често можем да кажем, че батерията се държи като кондензатор? Въобще не. Основната задача на батерията в повечето приложения е да натрупва и съхранява електрическа енергия в химическа форма за дълго време, да я задържи, за да може след това бързо или бавно, веднага или няколко пъти да я даде на товара. Основната задача на кондензатора при някои подобни условия е да съхранява електрическа енергия за кратко време и да я прехвърля към товар с необходимия ток.
Тоест, за типичните приложения на кондензатори, е характерно, че няма нужда да се задържа енергия толкова дълго, колкото често се изисква от батериите. Същността на разликите между батерия и кондензатор се крие в устройството на двете, както и в принципите на тяхното функциониране. Въпреки че отвън на непознат наблюдател може да изглежда, че те трябва да бъдат подредени по същия начин.
Кондензатор (от лат. condensatio — „натрупване“) в най -простата си форма — двойка проводящи плочи със значителна площ, разделени от диелектрик.
Диелектрикът, разположен между плочите, е в състояние да акумулира електрическа енергия под формата на електрическо поле: ако се създаде ЕМП върху плочите с помощта на външен източник потенциална разлика, тогава диелектрикът между плочите е поляризиран, тъй като зарядите върху пластините с тяхното електрическо поле ще действат върху свързаните заряди вътре в диелектрика и тези електрически диполи (свързани двойки заряди вътре в диелектрика) са ориентирани така, че да се опитват да компенсират с тяхното общо електрическо поле, полето на заряди, които присъстват на плочите, благодарение на външен източник на ЕМП.
Ако сега външният източник на ЕМП от плочите е изключен, тогава поляризацията на диелектрика ще остане — кондензаторът ще остане зареден за известно време (в зависимост от качеството и характеристиките на диелектрика).
Електрическото поле на поляризиран (зареден) диелектрик може да предизвика движение на електрони в проводник, ако те затворят плочите. По този начин кондензаторът може бързо да прехвърли енергията, съхранявана в диелектрика, към товара.
Капацитетът на кондензатора е толкова по -голям, колкото по -голяма е площта на плочите и колкото по -висока е диелектричната константа на диелектрика. Същите параметри са свързани с максималния ток, който кондензаторът може да получи или даде по време на зареждане или разреждане.
Батерия (от лат. akumulo събирам, натрупвам) работи по съвсем различен начин от кондензатора. Принципът на неговото действие вече не е в поляризацията на диелектрика, а в обратими химични процеси, протичащи в електролита и при електродите (на катода и на анода).
Например, по време на зареждане на литиево-йонна батерия, литиевите йони под действието на външна ЕМП от зарядното устройство, приложено към електродите, се вграждат в графитната решетка на анода (върху медна плоча), а когато се разреждат, обратно в алуминиевия катод (например от кобалтов оксид).Образуват се връзки. Електрическият капацитет на литиевата батерия ще бъде толкова по -голям, колкото повече литиеви йони са вградени в електродите по време на зареждане и ги оставят по време на разреждане.
За разлика от кондензатора, тук има някои нюанси: ако литиевата батерия се зарежда твърде бързо, тогава йоните просто нямат време да бъдат вградени в електродите и се образуват вериги от метален литий, което може да допринесе за късо съединение в батерията.И ако изтощите батерията твърде бързо, катодът бързо ще се срути и батерията ще стане неизползваема. Батерията изисква стриктно спазване на полярността по време на зареждане, както и контрол на стойностите на токовете на зареждане и разреждане.