آموزش های پایه ای برقبانک خازنی

تفاوت بین یک باتری و یک خازن

تفاوت های اصلی بین باتری و خازن

جدول فهرست

باتری

خازن

سوپرخازن

تفاوت های اصلی بین باتری و خازن

باتری و خازن در ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی مشابه هم هستند و ظرفیت نامی آنها بر حسب آمپرساعت (Ah) گزارش می‌گردد. اما چند تفاوت اساسی بین آنها وجود دارد که در پست‌های بعدی بدان پرداخته می‌شود. تفاوت اصلی خازن و باتری در این است که باتری بارها را به شکل انرژی شیمیایی ذخیره و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌نماید، در حالیکه خازن بارها را به شکل میدان الکترواستاتیکی ذخیره می‌کند.

باتری

باتری وسیله‌ای است که به عنوان منبع انرژی مورد استفاد قرار می‌گیرد و دارای سه بخش اصلی به نام‌های کاتد (ترمینال مثبت)، آند (ترمینال منفی) و یک جداکننده موسوم به الکترولیت است. باتری انرژی را به شکل شیمیایی ذخیره می‌کند و در مواقع نیاز آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌نماید. واکنش شیمیایی به نام اکسایش – کاهش بین کاتد و آند در حین شارژ و تخلیه (دشارژ) باتری از طریق جداکننده (الکترولیت) اتفاق می‌افتد.

خازن

خازن وسیله‌ای با دو ترمینال و دارای دو یا چند صفحه موازی است که توسط یک واسط دی الکتریک به نام عایق از یکدیگر جدا شده‌اند. زمانیکه بین صفحات خازن ولتاژی اعمال گردد، جریان تا زمانیکه ولتاژ بین صفحات مثبت و منفی (کاتد و آند) برابر با ولتاژ اعمالی (ولتاژ منبع) گردد، شارش می‌یابد. واسط عایقی بین دو صفحه هادی خازن با عبور جریان مخالفت می‌کند. این تغییر منجر به ایجاد اثری می‌گردد که در خازن به شکل میدان الکترواستاتیک ذخیره می‌شود.

سوپر خازن

سوپر خازن که اغلب ابر خازن نیز نامیده می‌شود، نوعی خازن قطبی با ظرفیت نامی بالا و ولتاژ نامی پایین است. ظرفیت سوپرخازن‌ها از ۱۰۰ تا ۱۲۰۰ فاراد است در حالیکه ولتاژ مجاز آنها پایین و در محدوده ۲٫۵ تا ۲٫۷ ولت می‌باشد.

فرض می‌شود سوپرخازن بین یک خازن و باتری باشد. این نوع خازنها خیلی سریعتر از باتری و در واحد حجم بیشتر از یک خازن الکترولیتی شارژ می‌شوند. به همین دلیل است که یک سوپرخازن از لحاظ ماهیت چیزی بین باتری و خازن الکترولیتی در نظر گرفته می‌شود.

تفاوت های اصلی بین باتری و خازن

در جدول زیر تفاوت‌های اصلی بین باتری و خازن و همچنین مقایسه آنها گزارش شده است:

مشخصات باتری خازن

نماد

نماد باطری نماد خازن

تعریف

باتری انرژی پتانسیل را به شکل انرژی شیمیایی ذخیره می کند که پس از آن به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. خازن انرژی پتانسیل را به شکل میدان الکتریکی (میدان الکترواستاتیک) ذخیره می کند و آن را به صورت انرژی الکتریکی در مدار آزاد می کند.

ساختمان

باتری دارای سه بخش به نام های کاتد (مثبت +ve) ، آند (-ve) و جداکننده (الکترولیت) است. خازن دستگاهی ساده با دو ترمینال است که ترمینال ها صفحات فلزی هستند که یک ماده دی الکتریک (عایق) بین آنها وجود دارد.

عملکرد

باتری ها انرژی لازم برای وصل مدار را تامین می کنند، در واقع باتری تولیدکننده الکترون ها و بار است. خازن ها انرژی را دریافت، ذخیره و آزاد می کنند، به عبارتی دیگر خازن تنها الکترون هلی شارژ شده را ذخیره می کند.

اصول کار

باتری بر اساس یک واکش شیمیایی به نام اکسایش – کاهش [۱]عمل می کند . با اعمال ولتاژ به ترمینال های خازن، شروع به ذخیره سازی انرژی در خود می کند.

کارکرد

باتری الکترون ها را تولید می کند. خازن الکترون ها را ذخیره می کند.

انواع

انواع باتری ها عبارتند از: قلیایی، سلول های لیتیوم، سلول های اکسید نقره، سلول های روی- هوا، روی – کربن ، اسید سرب، یون لیتیوم، نیکل هیدرید فلز[۲] (Ni MH)، نیکل کادمیوم (Ni Cd) و غیره. الکترولیت،الکترواستاتیک، الکتروشیمیایی، سوپرخازن، سوپرخازن های هیبریدی، خازن های سرامیکی، خازن های پوسته ای[۳]، تانتالی[۴]، خازن مجتمع.

نوع دستگاه

باتری یک جزء فعال است. خازن یک عنصر پسیو (غیرفعال) است.

AC & DC کاربرد

از باتری برای تامین تغذیه DC استفاده می شود. خازن ها مانع عبور تغذیه DC می شود و منبع AC را عبور می دهد.

رفتار ولتاژ

باتری در حالت دشارژ تقریبا ولتاژ ثابتی تولید می کند. ولتاژ دشارژ خازن سریعا کاهش می یابد یعنی نرخ دشارژ بسیارسریع است.

اختلالف پتانسیل (P.d)

ثابت بطور نمایی افزایش می یابد.

شارژ و دشارژ

زمان شارژ و دشارژ باتری کم است از ۱۰ تا ۶۰ دقیقه زمان شارژ و دشارژ خازن بسیار سریع است یعنی از ۱ تا ۱۰ ثانیه

دمای شارژ

۰ – ۴۵ °C (32 – ۱۱۳°F) -۴۰ to 65 °C (-40 – ۱۴۹°F)

سیکل کاری

 ۵۰۰ ساعت ۱M – ۳M ساعت

طول عمر کاری

۵-۱۰ سال ۱۰-۱۵ سال

ولتاژ در هر سلول

۳٫۶-۳٫۷ Volts ۲٫۳ – ۲٫۷۵ Volts.

نرخ توان

نرخ توان باتری حدود   ۱k – ۳k (W/kg). است نرخ توان خازن حدود ۱M (W/kg). است.

پلاریته

پلاریته باتری به هنگام شارژ و دشارژ بر عکس می شود. پلاریته خازن باید به هنگام شارژ و دشارژ یکسان باشد.

اندازه

به ازای ظرفیت شارژ یکسان، اندازه باتری باید در مقایسه با خازن کوچک باشد. اندازه خازن به ازای ظرفیت شارژ یکسان در مقیسه با باتری بزرگ است.

هزینه

هزینه باتری بیشتر است. هزینه خازن کمتر است.

مزایا

·         قابلیت ذخیره سازی

·         چگالی توان

·         جریان نشتی بهتر نسبت به خازن

·         ولتاژ ثابت

·         سیکل کاری بیشتر

·         زمان شارژ کوتاه

·         جریان بار بیشتر

·         عملکرد دمایی خوب

معایب

·         سیکل کاری محدود

·         زمان شارژ طولانی

·         محدودیت ولتاژ و جریان

·         حساسیت دمایی بیشتر

·         انرژی ویژه کمتر

·         تخلیه خودی بیشتر

·         هزینه بر وات بیشتری در مقایسه با باتری

·         ولتاژ خطی تخلیه در حین کار

کاربردها

·         الکترونبک قدرت

·         کاربردهای خانگی

·         ذخیره توان

·         تجهیرزات پظزشکی

·         IOT تجهیزرات مبتنی بر

·         امور نظامی و زیردریایی

·         AI تجهیزات مبتنی بر

·         استفاده در وسایل نقلیه

·         استفاده به عنوان منبع توان پشتیبان

·         صاف نمودن توان خروجی منبع تغذیه

·         اصلاح ضریب توان

·         فیلترهای فرکانسی، فیلترهای بالاگذر و پایین گذر.

·         کوپلینگ و دکوپلینگ سیگنال ها

·         راه اندازی موتور

·         اسنابر[۵] (جذب اضافه ولتاژ ناگهانی و فیلتر نویز)

·         نوسانساز

 

[۱] oxidation-reduction

[۲] Nickel Metal Hydride

[۵]Snubber[3] Film Capacitors
[۴]
Tantalum

مقالات مرتبط:

انواع مختلف رله‌ها، ساختار، عملکرد و کاربردهای آن‌ها

خازن و انواع خازن ها| ثابت، متغیر، قطبی و غیرقطبی

تفاوت بین رله و مدارشکن

تفاوت بین مواد رسانا، نیمه رسانا و نارسانا

لینک مقاله زبان اصلی:

Difference Between a Battery and a Capacitor

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی

گروه فنی مهندسی ماه صنعت انرژی فعال در زمینه های : دیزل ژنراتور ( سنکرونایزینگ - نصب و راه اندازی - عیب یابی -نگهداری - تامین دیزل ژنراتور و لوازم یدکی)- فروش ، تست ، راه اندازی و سنکرونایزینگ ژنراتورهای گازی و دیزلی ، ترانسفورماتورهای توزیع و قدرت ، خازن های فشار ضعیف و متوسط- مشاوره و طراحی مهندسی - نظارت و بازرسی - آموزش های تخصصی- پروژه های نفت ، گاز و پتروشیمی - دیتاسنتر - فولاد - احداث پست برق

نوشته های مشابه

یک دیدگاه

  1. سلام ببخشید دوتا سوال داشتم که من تا الان نتونستم متوجه بشم..چرا هنگام تست خازن خازن باید دشارژ باشه و هنگام تست باتری باتری باید شارژ باشه؟ ممنون میشم پاسخ بدید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا