法拉電容、超級電容器的容量概念
根據(jù)電量的定義,Q=I*t, 對電容器則有Q=CU。1法拉的電容,如果充到2.5V,則電量為1F×2.5V=2.5庫侖,相當(dāng)于多少毫安時呢:2.5庫侖=2.5安培秒=2500mA* (1/3600)h=0.6944 mAh. 這里假設(shè)電容器的電壓放到0,把全部電荷放出來。由此可見,電容與容量不是一個單位,并不能直接轉(zhuǎn)化。只有電容與電壓一起考慮時,才能準(zhǔn)確評價容量的多少。
總結(jié)為四句話:法拉化為毫安時,先把額定電壓乘,再乘0.694,要的結(jié)果就是它。
不過計算出來的結(jié)果讓人沮喪,一只270F 2.5V的電容,其電容量只有675庫侖,能量上相當(dāng)于470mAh左右,而后者僅相當(dāng)于一只十年前左右的5#鎳鎘電池的容量。
以上的計算是理論上的計算,超電容在實際使用中,通常不會完全放到0V(電壓太低了可能也無法利用)而是某一數(shù)值。所以,它能釋放的電量,應(yīng)該是Q=C(V高-V低)。即Q=C*ΔV。換言之,如果2.5F的超級電容器的ΔV為1V,1F的ΔV為2.5V,則它們可釋放的電量是相等的,也就是你所感興趣的“mAh容量”,而事實上在電容器行業(yè)中,表示容量更習(xí)慣用電容量而不是電量(電池的容量實際上是電量)。打個形象的比方,如果一個圓柱形杯子來代表電容器,它的電量即一杯水中裝了多少水,電壓就是那個水的深度,電容就是杯子的截面積(或者更形象的是直徑)。電容代表的是每注入多少水,電壓升高的快慢程度,升得越慢,表明它容得越多,也即容量越大。但是電池的情況有點不一樣,因為電壓的升高并不是與注入的電量成正比的(存在電壓的的平臺段和陡峭段)。所以它更象一個兩頭細中間很大的鼓形的瓶子,水的總量代表電量,水的高度代表電壓,瓶口的截面積代表“容電能力”,開始注水時升得快,中間一段口徑大,升得慢,到快滿時又升得快??梢婋姵夭⒉贿m合用瓶的口徑來標(biāo)識它的容量能力,而最好是用裝水的總量即電量來代表其容量。 或者,如果你把電池看成一個“電化學(xué)電容器”(且不先追究其內(nèi)部的機理符合與否),它就是一個低電位和高電位時容量小,中間段電位時 容量大的電容器。
國際上規(guī)定把電容器外加1伏特直流電壓時所儲存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉(F)。但實際上,法拉是一個很不常用的單位,因為電容器的容量往往比1法拉小得多,常用微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,它們的關(guān)系是:1法拉(F)= 1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF)