خازن در مقابل ابرخازن
خازن ها اجزای بسیار مفیدی هستند و به طور گسترده در مدارهای الکترونیکی و الکتریکی استفاده می شوند. خازن قطعه ای است که قادر به ذخیره بار و در نتیجه انرژی است. ابرخازن قطعه ای است که قادر به ذخیره بارهای بیشتری نسبت به یک خازن معمولی است. هر دوی این قطعات کاربردهای گسترده ای دارند و در ساخت مدارهای پیچیده بسیار مفید هستند. خازن ها در زمینه هایی مانند مهندسی برق، مهندسی الکترونیک، طراحی کامپیوتر، ذخیره انرژی و زمینه های مختلف دیگر کاربرد دارند. داشتن دانش مناسب در تئوری های پشت خازن ها و ابرخازن ها برای برتری در چنین زمینه هایی بسیار مهم است.در این مقاله قصد داریم به این موضوع بپردازیم که خازن ها و ابرخازن ها چه هستند، کاربرد آنها، نحوه ساخت خازن ها و ابرخازن ها، انواع خازن ها و ابرخازن ها، شباهت های آنها و در نهایت تفاوت خازن ها و ابرخازن ها.
خازن
خازن ها اجزایی هستند که برای ذخیره شارژ استفاده می شوند. خازن ها به عنوان کندانسور نیز شناخته می شوند. خازن های تجاری مورد استفاده از دو ورقه فلزی ساخته شده اند که به صورت سیلندر در می آیند که یک محیط دی الکتریک در بین آنها قرار دارد. ظرفیت خازن ویژگی اصلی یک خازن است. ظرفیت یک جسم اندازه گیری مقدار بارهایی است که جسم می تواند بدون تخلیه نگه دارد. ظرفیت خازنی یک ویژگی بسیار مهم در الکترونیک و الکترومغناطیس است. ظرفیت خازنی نیز به عنوان توانایی ذخیره انرژی در یک میدان الکتریکی تعریف می شود. برای خازن‌هایی که دارای اختلاف ولتاژ V در گره‌ها هستند و حداکثر بارهایی که می‌توان در آن سیستم ذخیره کرد Q است، ظرفیت خازن Q/V است، زمانی که همه در واحدهای SI اندازه‌گیری شوند.واحد ظرفیت خازن فاراد (F) است. با این حال، استفاده از چنین واحد بزرگی ناخوشایند است. بنابراین، بیشتر مقادیر خازن در محدوده‌های nF، pF، μF و mF اندازه‌گیری می‌شوند. انرژی ذخیره شده در خازن برابر است با (QV2)/2. این انرژی برابر است با کار انجام شده بر روی هر بار شارژ توسط سیستم به طور خلاصه. ظرفیت یک سیستم به مساحت صفحات خازن، فاصله بین صفحات خازن و محیط بین صفحات خازن بستگی دارد. ظرفیت یک سیستم را می توان با افزایش مساحت، کاهش شکاف یا داشتن محیطی با گذردهی دی الکتریک بالاتر افزایش داد.
سوپرخازن
خازن های دو لایه الکتریکی یا EDLC عموماً به عنوان ابرخازن شناخته می شوند. ابرخازن ها به طور کلی در مقایسه با خازن های معمولی ظرفیت بسیار بالایی دارند. ظرفیت یک ابرخازن معمولاً دو یا سه مرتبه از خازن معمولی است. ویژگی اصلی که در خازن اهمیت دارد چگالی خازن یا چگالی انرژی است.این به مقدار بارهایی اشاره دارد که می توان در واحد جرم ذخیره کرد.
تفاوت بین خازن ها و ابرخازن ها چیست؟
• سوپرخازن ها چگالی انرژی بسیار بالایی نسبت به خازن های معمولی دارند.
• ابرخازن ها از دو لایه از مواد دی الکتریک استفاده می کنند که توسط یک سطح عایق بسیار نازک به عنوان محیط دی الکتریک از هم جدا شده اند، در حالی که خازن های معمولی فقط از یک لایه ماده دی الکتریک استفاده می کنند.
• خازن های معمولی بسیار ارزان تر از ابرخازن ها به طور کلی هستند.
