1. Verschiedene Möglichkeiten, Strom zu speichern
Im gängigsten Sinne speichern Kondensatoren elektrische Energie. Batterien speichern chemische Energie, die aus elektrischer Energie umgewandelt wird. Ersteres ist nur eine physikalische Veränderung, letzteres ist eine chemische Veränderung.
2. Die Geschwindigkeit und Häufigkeit des Ladens und Entladens ist unterschiedlich.
Denn der Kondensator speichert Ladung direkt. Daher ist die Lade- und Entladegeschwindigkeit sehr hoch. Im Allgemeinen dauert es nur wenige Sekunden oder Minuten, um einen Kondensator mit großer Kapazität vollständig aufzuladen. Das Aufladen eines Akkus dauert in der Regel mehrere Stunden und wird stark von der Temperatur beeinflusst. Dies wird auch durch die Art der chemischen Reaktion bestimmt. Kondensatoren müssen mindestens zehntausende bis hunderte Millionen Mal geladen und entladen werden, während Batterien dies in der Regel nur hunderte oder tausende Male tun.
3. Verschiedene Verwendungsmöglichkeiten
Kondensatoren können zur Kopplung, Entkopplung, Filterung, Phasenverschiebung, Resonanz und als Energiespeicherkomponenten für die sofortige Entladung großer Ströme verwendet werden. Die Batterie dient nur als Stromquelle, kann aber unter bestimmten Umständen auch eine gewisse Rolle bei der Spannungsstabilisierung und -filterung spielen.
4. Die Spannungseigenschaften sind unterschiedlich
Alle Batterien haben eine Nennspannung. Unterschiedliche Batteriespannungen werden durch unterschiedliche Elektrodenmaterialien bestimmt. Zum Beispiel eine Blei-Säure-Batterie mit 2 V, eine Nickel-Metallhydrid-Batterie mit 1,2 V, eine Lithium-Batterie mit 3,7 V usw. Die Batterie lädt und entlädt sich am längsten bei dieser Spannung. Kondensatoren stellen keine Anforderungen an die Spannung und können zwischen 0 und jeder Spannung liegen (die auf dem Kondensator angegebene Spannungsfestigkeit ist ein Parameter zur Gewährleistung der sicheren Verwendung des Kondensators und hat nichts mit den Eigenschaften des Kondensators zu tun).
Während des Entladevorgangs „verharrt“ die Batterie unter Last beharrlich in der Nähe der Nennspannung, bis sie diese schließlich nicht mehr halten kann und zu sinken beginnt. Für den Kondensator besteht diese Pflicht zur „Wartung“ nicht. Die Spannung sinkt mit dem Fluss vom Beginn der Entladung an weiter ab, sodass die Spannung bei sehr ausreichender Leistung auf ein „schreckliches“ Niveau gesunken ist.
5. Die Lade- und Entladekurven sind unterschiedlich
Die Lade- und Entladekurve des Kondensators ist sehr steil und der Hauptteil des Lade- und Entladevorgangs kann in einem Augenblick abgeschlossen werden, sodass er für hohe Ströme, hohe Leistungen und schnelles Laden und Entladen geeignet ist. Diese steile Kurve kommt dem Ladevorgang zugute und ermöglicht einen schnellen Abschluss. Beim Entladen wird es jedoch zum Nachteil. Der schnelle Spannungsabfall macht es für Kondensatoren schwierig, Batterien im Stromversorgungsbereich direkt zu ersetzen. Wenn Sie in den Bereich der Stromversorgung einsteigen möchten, können Sie dies auf zwei Arten lösen. Eine davon besteht darin, es parallel zur Batterie zu nutzen, um von den Stärken und Schwächen des anderen zu lernen. Die andere besteht darin, mit dem DC-DC-Modul zusammenzuarbeiten, um die inhärenten Mängel der Kondensatorentladungskurve auszugleichen, damit der Kondensator einen möglichst stabilen Spannungsausgang haben kann.
6. Machbarkeit der Verwendung von Kondensatoren als Ersatz für Batterien
Kapazität C = q/ⅴ(wobei C die Kapazität, q die vom Kondensator geladene Elektrizitätsmenge und v die Potentialdifferenz zwischen den Platten ist). Das bedeutet, dass bei der Bestimmung der Kapazität q/v eine Konstante ist. Wenn man es mit dem Akku vergleichen muss, kann man das q hier vorübergehend als Kapazität des Akkus verstehen.
Um es anschaulicher zu machen, verwenden wir keinen Eimer als Analogie. Die Kapazität C entspricht dem Durchmesser des Eimers und das Wasser ist die elektrische Größe q. Je größer der Durchmesser, desto mehr Wasser kann es natürlich aufnehmen. Aber wie viel kann es halten? Es kommt auch auf die Höhe des Eimers an. Diese Höhe ist die am Kondensator anliegende Spannung. Daher kann man auch sagen: Wenn es keine Spannungsobergrenze gibt, kann ein Farad-Kondensator die gesamte elektrische Energie der Welt speichern!
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. November 2023
