电容器充电的问题

岁月飘飘1 2010-08-12 10:51:26 451 浏览

用电池充电时，电容器中有电介质，是绝缘的，那电路就相当于是断路的，电池中的化学反应就不能进行，那电子就不会流动，那怎么充电呢？这是怎么回事?

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烫芬酞征喇沸栈 2010-08-13 00:00:00

你问电池，还是电容器。还是问超级电容器。先把这三个东西搞清楚再问。

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玉米花花2012 2012-04-18 00:00:00

电池给电容充电，充电过程时间很短，但是在充电过程中，电路中有先大后小的电流，Z后平衡，即电路中电流为零。充电开始时电池极跟连接的电容极存在电势差，电势差驱动电子像高电势方向定向移动，电子的移动形成电流，当充电结束后，电池极跟电容极电势相等，电子停止移动，电路中没有电流。

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痕爱渺氓 2014-02-15 00:00:00

黄金电容（法拉电容、超级电容器）是利用电子导体活性炭与离子导体有机或无机电解液之间形成感应双电荷层原理制成的电容器，它具有体积小、容量大、电压记忆特性好、可靠性高等特点，因为它容量大，所以可以储存较多电荷，故可在电子产品、工控设备、汽车工业等领域的一些产品中做后备电源和辅助电源。

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xiaoli19840704 2010-08-13 00:00:00

超级电容的特点超级电容的容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大，对外表现和电池相同，因此也有称作“电容电池”。超级电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量Z大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。（1）充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的95％以上；（2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”；（3）大电流放电能力chao强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%；（4）功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍；（5）产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源；（6）充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，安全系数高，长期使用免维护；（7）超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃；（8）检测方便，剩余电量可直接读出；（9）容量范围通常0.1F--1000F 。法拉（farad），简称“法”，符号是F 1法拉是电容存储1库仑电量时，两极板间电势差是1伏特1F=1C/1V 1库仑是1A电流在1s内输运的电量，即1C=1A·S。 1库仑=1安培·秒 1法拉=1安培·秒/伏特 [编辑本段]类比电瓶（蓄电池）12伏14安时的放电量=14*3600/12=4200 法拉(F) 地球的电容值仅有1-2F左右超级电容与电池比较，有如下特性： a.超低串联等效电阻（LOW ESR），功率密度(Power Density)是锂离子电池的数十倍以上，适合大电流放电，（一枚4.7F电容能释放瞬间电流18A以上）。 b. 超长寿命，充放电大于50万次，是Li-Ion电池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd电池的1000倍，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年。 c. 可以大电流充电，充放电时间短，对充电电路要求简单，无记忆效应。 d. 免维护，可密封。 e.温度范围宽-40℃～+70℃，一般电池是-20℃～60℃。补充 ◆ 超级电容器（supercapacitor，ultracapacitor），又叫双电层电容器(Electrical Doule-Layer Capacitor)、黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。 ◆ 超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。（见图1）一、超级电容器为何不同于传统电容器其"超级"在哪？ ◆ 超级电容器在分离出的电荷中存储能量，用于存储电荷的面积越大、分离出的电荷越密集，其电容量越大。 ◆ 传统电容器的面积是导体的平板面积，为了获得较大的容量，导体材料卷制得很长，有时用特殊的组织结构来增加它的表面积。传统电容器是用绝缘材料分离它的两极板，一般为塑料薄膜、纸等，这些材料通常要求尽可能的薄。 ◆ 超级电容器的面积是基于多孔炭材料，该材料的多孔结够允许其面积达到2000m2/g，通过一些措施可实现更大的表面积。超级电容器电荷分离开的距离是由被吸引到带电电极的电解质离子尺寸决定的。该距离（<10 Å）和传统电容器薄膜材料所能实现的距离更小。 ◆ 这种庞大的表面积再加上非常小的电荷分离距离使得超级电容器较传统电容器而言有惊人大的静电容量，这也是其“超级”所在。二超级电容器有哪些优点和缺点？ 1、优点 ◆ 在很小的体积下达到法拉级的电容量； ◆ 无须特别的充电电路和控制放电电路 ◆ 和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响； ◆ 从环保的角度考虑，它是一种绿色能源； ◆ 超级电容器可焊接，因而不存在象电池接触不牢固等问题； 2、缺点 ◆ 如果使用不当会造成电解质泄漏等现象； ◆ 和铝电解电容器相比，它内阻较大，因而不可以用于交流电路；三、超级电容器都有哪些应用？ ◆ 超级电容器的低阻抗对于当今许多高功率应用是必不可少的。对于快速充放电，超级电容器小的ESR意味着更大的功率输出。 ◆ 瞬时功率脉冲应用，重要存储、记忆系统的短时间功率支持。四、应用举例 1、快速充电应用，几秒钟充电，几分钟放电。例如电动工具、电动玩具； 2、在UPS系统中，超级电容器提供瞬时功率输出，作为发动机或其它不间断系统的备用电源的补充； 3、应用于能量充足，功率匮乏的能源，如太阳能； 4、当公共汽车从一种动力源切换到另一动力源时的功率支持； 5、小电流，长时间持续放电，例如计算机存储器后备电源；五、我可以多快给超级电容器放电？ ◆ 超级电容器可以快速充放电，峰值电流仅受其内阻限制，甚至短路也不是致命的。 ◆ 实际上决定于电容器单体大小，对于匹配负载，小单体可放10A，大单体可放1000A。 ◆ 另一放电率的限制条件是热，反复地以剧烈的速率放电将使电容器温度升高，Z终导致断路。六、我怎么样控制超级电容器的放电？ ◆ 超级电容器的电阻阻碍其快速放电，超级电容器的时间常数τ在1~2s，完全给阻-容式电路放电大约需要5τ，也就是说如果短路放电大约需要5~10s。（由于电极的特殊结构它们实际上得花上数个小时才能将残留的电荷完全放干净）七、超级电容器比电池更好？ ◆ 超级电容器不同于电池，在某些应用领域，它可能优于电池。有时将两者结合起来，将电容器的功率特性和电池的高能量存储结合起来，不失为一种更好的途径。 ◆ 超级电容器在其额定电压范围内可以被充电至任意电位，且可以完全放出。而电池则受自身化学反应限制工作在较窄的电压范围，如果过放可能造成性破坏。 ◆ 超级电容器的荷电状态（SOC）与电压构成简单的函数，而电池的荷电状态则包括多样复杂的换算。 ◆ 超级电容器与其体积相当的传统电容器相比可以存储更多的能量，电池与其体积相当的超级电容器相比可以存储更多的能量。在一些功率决定能量存储器件尺寸的应用中，超级电容器是一种更好的途径。 ◆ 超级电容器可以反复传输能量脉冲而无任何不利影响，相反如果电池反复传输高功率脉冲其寿命大打折扣。 ◆ 超级电容器可以快速充电而电池快速充电则会受到损害。 ◆ 超级电容器可以反复循环数十万次，而电池寿命仅几百个循环。八、如何选择我所需的超级电容器？ ◆ 首先，功率要求、放电时间及系统电压变化起决定作用。 ◆ 超级电容器的输出电压降由两部分组成，一部分是超级电容器释放能量；另一部分是由于超级电容器内阻引起。两部分谁占主要取决于时间，在非常快的脉冲中，内阻部分占主要的，相反在长时间放电中，容性部分占主要。 ◆ 以下基本参数决定您选择电容器的大小 1、 Z高工作电压； 2、工作截止电压； 3、平均放电电流; 4、放电时间多长

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欧姆表测电容，书上说电容器先充电后放电！我很不解，这是为什么:

Ⅰ类陶瓷电容器和Ⅱ类陶瓷电容器的特点与区别

主要是介质材料不同。不同介质种类由于它的主要极化类型不一样，其对电场变化的响应速度和极化率亦不一样。在相同的体积下的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。介质材料划按容量的温度稳定性可以分为两类，即Ⅰ类陶瓷电容器和Ⅱ类陶瓷电容器， NPO属于Ⅰ类陶瓷，而其他的X7R、X5R、Y5V、Z5U等都属于Ⅱ类陶瓷。

什么是Ⅰ类陶瓷，有什么特点？
Ⅰ类陶瓷电容器（ClassⅠceramic capacitor），过去称高频陶瓷电容器（High-frequency ceramic capacitor），介质采用非铁电（顺电）配方，以TiO2为主要成分（介电常数小于150），因此具有Z稳定的性能；或者通过添加少量其他（铁电体）氧化物，如CaTiO3 或SrTiO3，构成“扩展型”温度补偿陶瓷，则可表现出近似线性的温度系数，介电常数增加至500。这两种介质损耗小、绝缘电阻高、温度特性好。特别适用于振荡器、谐振回路、高频电路中的耦合电容，以及其他要求损耗小和电容量稳定的电路，或用于温度补偿。

Ⅰ类陶瓷的温度特性怎么表示
Ⅰ类陶瓷的温度容量特性（TCC）非常小，单位往往在ppm/℃，容量较基准值的变化往往远小于1皮法。美国电子工业协会（EIA）标准采用“字母+数字+字母” 这种代码形式来表示Ⅰ类陶瓷温度系数。比如常见的C0G。

C0G代表的温度系数究竟是多少？
C 表示电容温度系数的有效数字为 0 ppm/℃0 表示有效数字的倍乘因数为 -1（即10的0次方）G 表示随温度变化的容差为 ±30ppm计算下来，C0G电容Z终的TCC为：0×（-1）ppm/℃±30ppm/℃。而相应的其他Ⅰ类陶瓷的温度系数，例如U2J电容，计算下来则为：-750 ppm/℃±120 ppm/℃。

NPO和C0G是同一种电容吗？NPO是美国标准（MIL）中的说法，其实应该是NP0（零），但一般大家习惯写成NPO（欧）。这是Negative-Positive-Zero的简写，用来表示的温度特性。说明NPO的电容温度特性很好，不随正负温度变化而出现容值漂移。从前面我们已经知道，C0G是I类陶瓷中温度稳定性Z好的一种，温度特性近似为0，满足“负-正-零”的含义。所以C0G其实和NPO是一样的，只不过是两个标准的两种表示方法（当然，容值更小、精度略差一点的C0K、C0J等也是NPO电容）。类似的，U2J对应于MIL标准中的组别代码为N750。

什么是Ⅱ类陶瓷，有什么特点？
Ⅱ类陶瓷电容器（Class Ⅱ ceramic capacitor）过去称为为低频陶瓷电容器（Low frequency ceramic capacitor），指用铁电陶瓷作介质的电容器，因此也称铁电陶瓷电容器。这类电容器的比电容大，电容量随温度呈非线性变化，损耗较大，常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中。其中Ⅱ类陶瓷电容器又分为稳定级和可用级。X5R、X7R属于Ⅱ类陶瓷的稳定级，而Y5V和Z5U属于可用级。

X5R、X7R、Y5V、Z5U之间的区别是什么？
区别主要还在于温度范围和容值随温度的变化特性上。下表提示了这些代号的含义。以X7R为例。X 代表电容Z低可工作在 -55℃7 代表电容Z高可工作在 +125℃R 代表容值随温度的变化为 ±15%同样的，Y5V正常工作温度范围在-30℃～+85℃, 对应的电容容量变化为+22～-82%；而Z5U 正常工作温度范围在+10℃～+85℃，对应的电容容量变化为+22～-56%。

Ⅰ类陶瓷电容器和Ⅱ类陶瓷电容器的特点

Linda Li 李欢涛

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2020-05-23 15:32:59 354 0