1. 不同的储电方式
用最通俗的话来说,电容器储存的是电能。电池储存的是电能转化成的化学能。前者只是物理变化,后者是化学变化。
2、充电和放电的速度和频率不同。
由于电容器直接存储电荷,因此充放电速度非常快。一般来说,大容量电容器充满电只需要几秒钟或几分钟;而电池充电通常需要几个小时,并且受温度影响很大。这也是由化学反应的性质决定的。电容器至少需要充放电几万到几亿次,而电池一般只有几百或几千次。
3. 用途不同
电容器可以起到耦合、去耦、滤波、移相、谐振以及作为瞬间大电流放电的储能元件的作用。电池只是作为电源使用,在特定情况下也能起到一定的稳压、滤波作用。
4.电压特性不同
所有电池都有一个标称电压。不同的电池电压由不同的电极材料决定。例如铅酸电池2V,镍氢1.2V,锂电池3.7V等。电池在此电压附近持续充放电的时间最长。电容器对电压没有要求,可以从0到任意电压(电容器上标的耐压是确保电容器安全使用的参数,与电容器的特性无关)。
放电过程中,电池带负载会顽强地“坚持”在标称电压附近,直到最终坚持不住,开始下降。而电容器则没有这种“维持”的义务。电压从放电开始就会随着电流不断下降,以至于当电量非常充足时,电压已经跌到一个“恐怖”的水平。
5.充放电曲线不同
电容的充放电曲线非常陡峭,充放电过程的主体部分可以在瞬间完成,因此适合大电流、大功率的快速充放电。这种陡峭的曲线对充电过程有利,可以让充电很快完成。但是在放电时就变成了一个缺点,电压的快速下降让电容在电源领域很难直接取代电池。如果想进入电源领域,可以通过两种方式解决,一是与电池并联使用,取长补短,二是与DC-DC模块配合,弥补电容放电曲线先天的不足,让电容能有尽可能稳定的电压输出。
6. 使用电容器替代电池的可行性
电容C = q/五(其中,C为电容,q为电容器的充电量,v为极板间的电位差)。这意味着,当电容确定时,q/v为常数。如果非要与电池作比较,可以暂时将这里的q理解为电池的容量。
为了更形象地理解,我们不再用水桶来比喻。电容C就像水桶的直径,而水就是电量q。当然,直径越大,能装的水就越多。但它能装多少呢?这还取决于水桶的高度。这个高度就是施加在电容器上的电压。因此,也可以说,如果没有电压上限,一个法拉电容器可以储存全世界的电能!
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发布时间:2023年11月21日