సూపర్ కెపాసిటర్లు ఎలా పనిచేస్తాయి

సూపర్ కెపాసిటర్లు ఎలా పనిచేస్తాయి

ఈ పోస్ట్‌లో మనం సూపర్ కెపాసిటర్ అంటే ఏమిటో అర్థం చేసుకోబోతున్నాం, సాధారణ కెపాసిటర్‌తో ఎంత దగ్గరగా లేదా భిన్నంగా ఉంటుంది, అది ఎక్కడ ఉపయోగించబడుతుందో మరియు వాటిలో ఏది ఉన్నతమైనదో తెలుసుకోవడానికి బ్యాటరీలు మరియు సూపర్ కెపాసిటర్‌ల మధ్య పోలిక చేస్తాము.

సాధారణ కెపాసిటర్ యొక్క ప్రాథమికాలను అర్థం చేసుకుందాం.

సాధారణ కెపాసిటర్ ఎలా పనిచేస్తుంది

కెపాసిటర్ ఒక నిష్క్రియాత్మక ఎలక్ట్రానిక్ భాగం, ఇది ఇంటర్‌లీవ్డ్ వాహక మరియు విద్యుద్వాహక పదార్థాల మధ్య తక్కువ మొత్తంలో ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది.



ఈ ఆస్తి కారణంగా మేము కెపాసిటర్‌ను వేగంగా విద్యుత్ ఛార్జ్ చేయవచ్చు మరియు విడుదల చేయవచ్చు, మేము వాటిని అన్ని విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్లలో వోల్టేజ్ సున్నితంగా ఉపయోగిస్తాము.

అన్ని కెపాసిటర్లకు శరీరంపై ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత, ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ మరియు కెపాసిటర్ యొక్క విలువ వంటి కొన్ని స్పెసిఫికేషన్ పూత ఉంటుంది, ఇవి సాధారణంగా కొన్ని పికో-ఫరాడ్ల నుండి కొన్ని వేల మైక్రో-ఫరాడ్ల వరకు ఉంటాయి.

వినియోగదారు గ్రేడ్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో మనం సాధారణంగా కనుగొనే కెపాసిటర్లు సిరామిక్, పాలిస్టర్, కాగితం మొదలైనవి. ఈ రకమైన కెపాసిటర్ సాధారణంగా కొన్ని పికో-ఫరాడ్‌ల పరిధిలో మైక్రో-ఫరాడ్ కంటే తక్కువ కెపాసిటెన్స్ కలిగి ఉంటుంది.

అధిక కెపాసిటెన్స్ ఉన్నది ఎలెక్ట్రోలైటిక్ రకం, ఇది 0.1uF నుండి అనేక వేల మైక్రోఫారడ్ల వరకు కెపాసిటెన్స్ కలిగి ఉంటుంది.

ఎలెక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్ కొన్ని రసాయన ఎలక్ట్రోలైట్‌తో నానబెట్టిన కణజాలాన్ని విద్యుద్వాహకముగా మరియు చిత్రంలో చూపిన విధంగా అల్యూమినియం రేకుతో జతచేయడం ద్వారా దాని ఛార్జ్ నిల్వ సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది.

సూపర్ కెపాసిటర్స్ అంతర్గత లేఅవుట్

అల్యూమినియం మరియు కణజాల స్టాక్ సిలిండర్ రూపంలో చుట్టబడి అల్యూమినియం చట్రంలో ఉంచబడుతుంది. కణజాలం యొక్క రోల్, ఎత్తు మరియు మందం యొక్క వ్యాసం కెపాసిటర్ యొక్క వివిధ పారామితులను నిర్ణయిస్తుంది.

ఎలెక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లు ధ్రువణమై ఉన్నాయి, అంటే దీనికి యానోడ్ మరియు కాథోడ్ టెర్మినల్ ఉంది మరియు మనం ఇతర రకాల కెపాసిటర్లలో చేసే విధంగా కెపాసిటర్‌కు ఇన్పుట్ సరఫరా ధ్రువణతను పరస్పరం మార్చుకోకూడదు.

సూపర్ కెపాసిటర్లు ఎలా పనిచేస్తాయి

సూపర్ కెపాసిటర్‌ను అల్ట్రాకాపాసిటర్ లేదా డబుల్ లేయర్డ్ కెపాసిటర్ అని కూడా అంటారు. సూపర్ కెపాసిటర్ భారీ ఛార్జ్ నిల్వ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు దీనిని సాధారణంగా ఫరాడ్‌లో కొలుస్తారు (మైక్రో లేదా పికో లేదా నానో ఉపసర్గ లేకుండా).

సూపర్ కెపాసిటర్ కొన్ని ఫరాడ్స్ నుండి కొన్ని వేల ఫరాడ్ల వరకు ఉంటుంది. సాధారణ కెపాసిటర్లకు భిన్నంగా, సూపర్ కెపాసిటర్ తక్కువ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ కలిగి ఉంటుంది, ఇది సాధారణంగా 2.5V నుండి 2.7V మధ్య ఉంటుంది.

కెపాసిటర్ బ్యాంక్ నుండి నిర్గమాంశను పెంచడానికి అవి సిరీస్ మరియు సమాంతర ఆకృతీకరణలో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి.
వాహనాలలో తక్షణ పునరుత్పత్తి బ్రేకింగ్ కోసం, ఇచ్చిన పనిని సమర్ధవంతంగా నిర్వహించలేని చోట సూపర్ కెపాసిటర్లు ఉపయోగించబడతాయి. గతిశక్తి విద్యుత్ శక్తిగా మార్చబడుతుంది మరియు కొంతకాలం నిల్వ చేయబడుతుంది మరియు వాహనాన్ని వేగవంతం చేయడానికి తిరిగి ఉపయోగించబడుతుంది.

ఈ విధానం వాహనం యొక్క మొత్తం సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. కానీ బ్యాటరీలను మాత్రమే ఉపయోగించడం, శక్తి సంగ్రహణ సమర్థవంతంగా ఉండదు. చాలా కార్ల తయారీదారులు బ్యాటరీలతో కలిపి సూపర్ కెపాసిటర్‌తో ప్రయోగాలు చేస్తున్నారు మరియు సిస్టమ్ యొక్క మొత్తం సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరిచారు.

సూపర్ కెపాసిటర్ బ్యాటరీలతో పోల్చితే మంచి ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ చక్రాలను కలిగి ఉంటుంది. మా స్మార్ట్‌ఫోన్‌లలో కనిపించే ఒక సాధారణ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ సుమారు 1000 ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ చక్రాలను కలిగి ఉంది, ఇక్కడ సూపర్ కెపాసిటర్‌లో 1 మిలియన్ ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ చక్రాలు ఉన్నాయి.

బ్యాటరీ సుదీర్ఘకాలం నిర్దిష్ట వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా విడుదల చేయబడినప్పుడు బ్యాటరీలు దాని ప్రభావ సామర్థ్యాన్ని క్షీణిస్తాయి. సూపర్ కెపాసిటర్‌కు అలాంటి పరిమితులు లేవు, అది సున్నా వోల్ట్‌లకు వెళ్ళవచ్చు.

ఏ కెపాసిటర్‌ను ఛార్జింగ్ లేకుండా ఒక సంవత్సరం లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కాలం పాటు వదిలివేయడం కూడా కెపాసిటర్ యొక్క ప్లేట్ల మధ్య కొంత రసాయన ప్రతిచర్య కారణంగా దాని ఛార్జ్ హోల్డింగ్ సామర్థ్యాన్ని క్షీణిస్తుంది.

సూపర్ కెపాసిటర్ నిర్మాణం:

సూపర్ కెపాసిటర్ల నిర్మాణం ప్రాథమికంగా సాధారణ కెపాసిటర్‌తో సమానంగా ఉంటుంది, వ్యత్యాసం ఉపయోగించిన పదార్థం యొక్క రకం మరియు శక్తిని నిల్వ చేసే సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి కొన్ని పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి.

సూపర్ కెపాసిటర్లలో ఎలక్ట్రోలైట్‌లో ముంచిన సెపరేటర్‌కు ఇరువైపులా వాహక పలకలు ఉంటాయి మరియు సెపరేటర్ ప్లాస్టిక్ లేదా కార్బన్ లేదా కాగితం నుండి తయారైన చాలా సన్నని విద్యుద్వాహక పదార్థం.

ప్లేట్ల మధ్య అయాన్ బదిలీ సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి సాధారణ కెపాసిటర్‌తో పోల్చితే సెపరేటర్ చాలా సన్నగా తయారవుతుంది.

సూపర్ కెపాసిటర్లను కొన్నిసార్లు డబుల్ లేయర్ అని పిలుస్తారు, ఎందుకంటే ఇరువైపులా ఉన్న ప్లేట్లు ఛార్జ్ అయినప్పుడు అది చిత్రంలో చూపిన విధంగా సెపరేటర్ యొక్క ఇరువైపులా ఛార్జ్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

సూపర్ కెపాసిటర్లు ఎలా పనిచేస్తాయి

ఇప్పుడు మీకు సూపర్ కెపాసిటర్ మరియు దాని ప్రాథమిక పనితీరు గురించి ఒక ఆలోచన ఉంటుంది.

బ్యాటరీ vs సూపర్ కెపాసిటర్:

బ్యాటరీలు మరియు సూపర్ క్యాప్‌లలో శక్తి సాంద్రత మరియు బరువును పోల్చి చూద్దాం.

వాణిజ్యపరంగా లభించే ఇతర బ్యాటరీ టెక్నాలజీతో పోల్చితే లిథియం-అయాన్ మరియు లిథియం-పాలిమర్ అత్యధిక శక్తి సాంద్రతను కలిగి ఉన్నాయి. మా స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు మరియు ఇతర పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్‌లను లి-అయాన్ / పాలిమర్‌తో నిర్మించడానికి ఇదే కారణం.

సూపర్ క్యాప్స్ యొక్క శక్తి సాంద్రత లిథియం బ్యాటరీలతో పోల్చితే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, తద్వారా ఇది పోర్టబుల్ కాని పరికరాలకు మాత్రమే అనువైనది.

సూపర్ క్యాప్స్ వేగంగా ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జ్ చేయడంలో చాలా మంచివి. అన్ని రకాల బ్యాటరీలలో అధిక అంతర్గత నిరోధకత కారణంగా బ్యాటరీతో దీనిని సాధించలేము.

మేము బ్యాటరీని దాని సురక్షితమైన ప్రస్తుత పరిమితికి మించి విడుదల చేయడానికి ప్రయత్నిస్తే, మేము బ్యాటరీని పాడు చేయవచ్చు. ఎందుకంటే బ్యాటరీలు అంతర్గత నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి మరియు వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఉత్పత్తి చేయబడిన ఉష్ణ శక్తి బ్యాటరీ సామర్థ్యానికి కోలుకోలేని నష్టాన్ని సృష్టించడానికి సరిపోతుంది.

సూపర్ క్యాప్స్‌లో, అంతర్గత నిరోధకత చాలా చిన్నది, కొన్ని ఆటోమొబైల్ బ్యాటరీలలో అంతర్గత నిరోధకత కంటే చిన్నది, ఇది అధిక విద్యుత్తును అందించడానికి రూపొందించబడింది. థర్మల్ కారణంగా సూపర్ కెపాసిటర్ దెబ్బతినే అవకాశం చాలా తక్కువ.

బ్యాటరీలు చాలా కాలం పాటు ఛార్జ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, కాని సూపర్ క్యాప్‌ల కోసం స్వీయ-ఉత్సర్గ సమస్య మరియు ఎక్కువ కాలం శక్తిని నిల్వ చేయడానికి తగినది కాదు.

ఇప్పుడు దాని ముగింపు సమయం,

కాబట్టి వాటిలో ఏది ఉన్నతమైనది? బహుశా వాటిలో ఏవీ ఒకదానికొకటి ఉన్నతమైనవి కావు. బ్యాటరీలు గొప్ప పోర్టబిలిటీని కలిగి ఉంటాయి, అయితే, సూపర్ క్యాప్స్ చాలా ఎక్కువ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ రేటును కలిగి ఉంటాయి. రోజు చివరిలో ఇది మనం ఉపయోగించే అనువర్తనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు వాటిలో ఏది అత్యంత అనుకూలంగా ఉంటుందో ఇది నిర్ణయిస్తుంది.

వ్యాఖ్య విభాగంలో మాకు తెలియజేయండి, సాంకేతిక పరిజ్ఞానం వేగంగా అభివృద్ధి చెందడం వల్ల ఒక రోజు సూపర్ కెపాసిటర్లు బ్యాటరీలను భర్తీ చేస్తాయని మీరు అనుకుంటున్నారా?




మునుపటి: పెరుగుతున్న బీప్ రేటుతో బజర్ తర్వాత: SG3525 పూర్తి వంతెన ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్