1. 전기를 저장하는 다양한 방법
가장 널리 알려진 용어로, 커패시터는 전기 에너지를 저장합니다. 배터리는 전기 에너지에서 변환된 화학 에너지를 저장합니다. 전자는 물리적 변화일 뿐이고, 후자는 화학적 변화입니다.
2. 충전과 방전의 속도와 빈도가 다릅니다.
커패시터는 전하를 직접 저장하기 때문에 충방전 속도가 매우 빠릅니다. 일반적으로 대용량 커패시터는 완전히 충전하는 데 몇 초 또는 몇 분밖에 걸리지 않지만, 배터리는 보통 몇 시간이 걸리고 온도에 크게 영향을 받습니다. 이는 화학 반응의 특성에 따라 결정됩니다. 커패시터는 최소 수만 번에서 수억 번 충전하고 방전해야 하지만, 배터리는 일반적으로 수백 번 또는 수천 번 정도만 충전하고 방전합니다.
3. 다양한 용도
커패시터는 결합, 분리, 필터링, 위상 변환, 공진 및 순간적인 대전류 방전을 위한 에너지 저장 부품으로 사용될 수 있습니다. 배터리는 전원으로만 사용되지만, 특정 상황에서는 전압 안정화 및 필터링 역할도 수행할 수 있습니다.
4. 전압 특성이 다르다
모든 배터리는 공칭 전압을 갖습니다. 배터리 전압은 전극 재질에 따라 결정됩니다. 예를 들어 납축전지 2V, 니켈수소전지 1.2V, 리튬전지 3.7V 등이 있습니다. 배터리는 이 전압에서 가장 오랫동안 충전과 방전을 반복합니다. 커패시터는 전압에 대한 제약이 없으며 0에서 어떤 전압까지든 사용할 수 있습니다(커패시터에 표시된 내전압은 커패시터의 안전한 사용을 보장하기 위한 매개변수이며, 커패시터의 특성과는 무관합니다).
방전 과정에서 배터리는 부하가 걸리더라도 정격 전압 근처에서 끈질기게 "유지"하다가 결국 더 이상 전압을 유지할 수 없게 되어 전압이 떨어지기 시작합니다. 커패시터는 이러한 "유지" 의무가 없습니다. 전압은 방전 시작부터 전류 흐름에 따라 계속 떨어지기 때문에, 전력이 매우 충분할 때 전압은 "끔찍한" 수준으로 떨어집니다.
5. 충전 및 방전 곡선이 다릅니다
커패시터의 충전 및 방전 곡선은 매우 가파르며, 충전 및 방전 과정의 주요 부분을 순식간에 완료할 수 있으므로 고전류, 고전력, 빠른 충전 및 방전에 적합합니다.이 가파른 곡선은 충전 과정에 유익하여 빠르게 완료할 수 있습니다.하지만 방전 중에는 단점이 됩니다.전압 강하가 빠르기 때문에 커패시터가 전원 공급 분야에서 배터리를 직접 대체하기 어렵습니다.전원 공급 분야에 진출하려면 두 가지 방법으로 해결할 수 있습니다.하나는 배터리와 병렬로 사용하여 서로의 강점과 약점을 배우는 것입니다.다른 하나는 DC-DC 모듈과 협력하여 커패시터 방전 곡선의 고유한 단점을 보완하여 커패시터가 가능한 한 안정적인 전압 출력을 가질 수 있도록 하는 것입니다.
6. 배터리 대체를 위한 커패시터 사용 가능성
정전용량 C = q/ⅴ (여기서 C는 정전용량, q는 커패시터에 충전된 전기량, v는 두 판 사이의 전위차입니다). 이는 정전용량이 결정될 때 q/v가 상수임을 의미합니다. 배터리와 비교해야 한다면, 여기서 q는 배터리의 용량으로 일시적으로 이해될 수 있습니다.
더 명확하게 설명하기 위해 양동이를 비유로 사용하지 않겠습니다. 정전용량 C는 양동이의 지름과 같고, 물은 전기량 q와 같습니다. 물론 지름이 클수록 더 많은 물을 담을 수 있습니다. 하지만 얼마나 담을 수 있을까요? 양동이의 높이에 따라서도 달라집니다. 이 높이는 커패시터에 인가되는 전압입니다. 따라서 상한 전압이 없다면, 패럿 커패시터는 전 세계의 전기 에너지를 저장할 수 있다고 할 수 있습니다!
게시 시간: 2023년 11월 22일
