- சூப்பர்-மின்தேக்கி அல்லது அல்ட்ரா-மின்தேக்கியின் நன்மைகள்
- மின்தேக்கியில் ஆற்றல்கள்
- கட்டுமான
- சூப்பர் கேபாசிட்டர் வரிசை கட்டுமானம்
- உதாரணமாக
மின்தேக்கி என்பது இரண்டு முனைய செயலற்ற கூறு ஆகும், இது மின்னணுவியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஏறக்குறைய, மின்னணுவியலில் நாம் காணும் ஒவ்வொரு சுற்று, பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மின்தேக்கிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. மின்தேக்கிகளுக்குப் பிறகு மின்தேக்கிகள் அதிகம் பயன்படுத்தப்படும் மின்னணு கூறுகள். ஆற்றலைச் சேமிக்கும் சிறப்புத் திறன் அவர்களுக்கு உண்டு. சந்தையில் பல்வேறு வகையான மின்தேக்கிகள் கிடைக்கின்றன, ஆனால் சமீபத்தில் பிரபலமடைந்து, எதிர்காலத்தில் பேட்டரிகளை மாற்றுவதாக அல்லது மாற்றுவதாக உறுதியளிக்கும் ஒன்று, சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் அல்லது அல்ட்ராகாபசிட்டர்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு சூப்பர் கேபாசிட்டர் என்பது சாதாரண மின்தேக்கிகளைக் காட்டிலும் அதிக மின்னழுத்த வரம்புகளைக் கொண்ட கொள்ளளவு மதிப்புகளைக் கொண்ட உயர் திறன் கொண்ட மின்தேக்கியைத் தவிர வேறொன்றுமில்லை. அவை ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு 10 முதல் 100 மடங்கு அதிக ஆற்றலை அல்லது மின்னாற்பகுப்பு மின்தேக்கிகளை விட வெகுஜனத்தை சேமிக்க முடியும், அதை விட மிக வேகமாக கட்டணத்தை பெறலாம் மற்றும் வழங்க முடியும் பேட்டரிகள் மற்றும் ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரிகளை விட அதிக சார்ஜ்-டிஸ்சார்ஜ் சுழற்சிகளை பொறுத்துக்கொள்ளுங்கள்.
சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் அல்லது அல்ட்ராகாபசிட்டர்கள் ஒரு புதிய ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பமாகும், இது நவீன காலங்களில் பெரிதும் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் குறிப்பிடத்தக்க தொழில்துறை மற்றும் பொருளாதார நன்மைகளை வழங்குகின்றன
ஒரு மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு ஃபராட் (எஃப்) இல் அளவிடப்படுகிறது, அதாவது.1uF (மைக்ரோஃபாரட்), 1 எம்.எஃப் (மில்லிஃபாரட்). இருப்பினும், குறைந்த மதிப்பு மின்தேக்கிகள் எலக்ட்ரானிக்ஸில் மிகவும் பொதுவானவை என்றாலும், மிக அதிக மதிப்பு கொண்ட மின்தேக்கிகளும் கிடைக்கின்றன, அவை ஆற்றலை அதிக அடர்த்தியில் சேமித்து வைக்கின்றன மற்றும் மிக அதிக கொள்ளளவு மதிப்பில் கிடைக்கின்றன, அவை ஃபராட்டில் இருக்கும்.
மேலே உள்ள படத்தில், உள்நாட்டில் கிடைக்கும் 2.7 வி, 1 ஃபாரட் சூப்பர் மின்தேக்கி படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. மின்னழுத்த மதிப்பீடு மிகவும் குறைவாக உள்ளது, ஆனால் மேலே உள்ள மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு மிகவும் அதிகமாக உள்ளது.
சூப்பர்-மின்தேக்கி அல்லது அல்ட்ரா-மின்தேக்கியின் நன்மைகள்
சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் தேவை நாளுக்கு நாள் அதிகரித்து வருகிறது. விரைவான வளர்ச்சி மற்றும் தேவைக்கான முக்கிய காரணம் சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் பல நன்மைகள் காரணமாகும், அவற்றில் சில கீழே குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன:
- இது தோராயமாக 1 மில்லியன் கட்டண சுழற்சிகளின் நல்ல வாழ்க்கையை வழங்குகிறது.
- இயக்க வெப்பநிலை -50 டிகிரி முதல் 70 டிகிரி வரை உள்ளது, இது நுகர்வோர் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்த ஏற்றது.
- 50 நேரங்கள் வரை அதிக சக்தி அடர்த்தி, இது பேட்டரிகளால் அடையப்படுகிறது.
- தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்கள், நச்சு உலோகங்கள் சூப்பர் மின்தேக்கிகள் அல்லது அல்ட்ராகாபேசிட்டர்கள் உற்பத்தி செயல்முறையின் ஒரு பகுதியாக இல்லை, இது செலவழிப்பு கூறுகளாக சான்றளிக்கப்படுகிறது.
- இது பேட்டரிகளை விட திறமையானது.
- பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது பராமரிப்பு தேவையில்லை.
சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் அதன் மின்சாரத் துறையில் ஆற்றல்களைச் சேமிக்கின்றன, ஆனால் பேட்டரிகளின் விஷயத்தில், அவை ஆற்றல்களைச் சேமிக்க ரசாயன சேர்மங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. மேலும், விரைவான கட்டணம் மற்றும் வெளியேற்றும் திறன் காரணமாக, சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் பேட்டரி சந்தையில் மெதுவாக நுழைகின்றன. நவீன மின்சாரம் தொடர்பான சந்தையில் அதன் அதிக தேவைக்கு மிக உயர்ந்த செயல்திறன், பராமரிப்பு செலவு, அதிக ஆயுட்காலம் குறைந்த உள் எதிர்ப்பு.
மின்தேக்கியில் ஆற்றல்கள்
ஒரு மின்தேக்கி கடை Q = C x V வடிவத்தில் ஆற்றலை அளிக்கிறது. Q என்பது கூலொம்ப்ஸில் சார்ஜ், ஃபாரட்ஸில் கொள்ளளவுக்கு சி மற்றும் வோல்ட்டுகளில் மின்னழுத்தத்திற்கு வி. எனவே, நாம் கொள்ளளவை அதிகரித்தால் சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றல் Q யும் அதிகரிக்கும்.
மின்தேக்கத்தின் அலகு ஃபாரட் (எஃப்) ஆகும், இது எம். ஃபாரடே பெயரிடப்பட்டது. ஃபரட் என்பது கூலொம்ப் / வோல்ட்டைப் பொறுத்தவரை கொள்ளளவு அலகு. 1 ஃபராட் கொண்ட ஒரு மின்தேக்கியை நாங்கள் சொன்னால், அது 1-கூலொம்ப் கட்டணத்தைப் பொறுத்து அதன் தட்டுகளுக்கு இடையில் 1 வோல்ட் சாத்தியமான வேறுபாட்டை உருவாக்கும்.
1 ஃபரட் ஒரு பொதுவான மின்னணு பாகமாக பயன்படுத்த மிகப் பெரிய மதிப்பு மின்தேக்கி ஆகும். எலக்ட்ரானிக்ஸில், பொதுவாக, மைக்ரோஃபாரட் முதல் பைக்கோ ஃபராட் கொள்ளளவு பயன்படுத்தப்படுகிறது. மைக்ரோஃபராத் யுஎஃப் (1 / 1,000,000 ஃபராட் அல்லது 10 -6 எஃப்), நானோ ஃபராட் என்எஃப் (1 / 1,000,000,000 அல்லது 10 -9 எஃப்) என்றும் பிக்கோ ஃபராட் பிஎஃப் (1 / 1,000,000,000,000 அல்லது 10 -12 எஃப்) என்றும் குறிக்கப்படுகிறது.
மதிப்பு மிக அதிகமாக இருந்தால், எம்.எஃப் முதல் சில ஃபாரட்ஸ் (பொதுவாக <10 எஃப்), அதாவது மின்தேக்கி அதன் தகடுகளுக்கு இடையில் அதிக ஆற்றல்களை வைத்திருக்க முடியும், அந்த மின்தேக்கியை அல்ட்ரா மின்தேக்கி அல்லது சூப்பர் கேபாசிட்டர் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
ஒரு மின்தேக்கியில் சேமிக்கப்படும் ஆற்றல்கள் E = ½ CV 2 ஜூல்ஸ் ஆகும். E என்பது ஜூல்களில் சேமிக்கப்படும் ஆற்றல், C என்பது ஃபராட்டில் உள்ள கொள்ளளவு மற்றும் V என்பது தட்டுகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு.
கட்டுமான
சூப்பர் கேபாசிட்டர் ஒரு மின் வேதியியல் சாதனம். சுவாரஸ்யமாக, அதன் மின் ஆற்றல்களைச் சேமிக்க எந்த வேதியியல் எதிர்வினைகளும் பொறுப்பேற்கவில்லை. அவை ஒரு தனித்துவமான கட்டுமானத்தைக் கொண்டுள்ளன, ஒரு பெரிய கடத்தும் தட்டு அல்லது மின்முனையுடன், அவை மிகச் சிறிய மேற்பரப்புடன் நெருக்கமாக அமைந்துள்ளன. அதன் கட்டுமானம் அதன் மின்முனைகளுக்கு இடையில் ஒரு திரவ அல்லது ஈரமான எலக்ட்ரோலைட்டுடன் கூடிய மின்னாற்பகுப்பு மின்தேக்கியைப் போன்றது. பல்வேறு வகையான மின்தேக்கிகளைப் பற்றி இங்கே அறியலாம்.
சூப்பர் கேபாசிட்டர் அதன் மின் சக்தியை கடத்தும் மின்முனைகளுக்கு இடையிலான மின்சார புலமாக சேமிக்கும் ஒரு மின்னியல் சாதனமாக செயல்படுகிறது.
சிவப்பு மற்றும் நீலம் ஆகிய மின்முனைகள் இரட்டை பக்க பூசப்பட்டவை. அவை பொதுவாக கார்பன் நானோகுழாய்கள் அல்லது ஜெல்கள் அல்லது ஒரு சிறப்பு வகை கடத்தும் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன்களின் வடிவத்தில் கிராஃபைட் கார்பனால் ஆனவை.
மின்முனைகளுக்கிடையேயான பெரிய எலக்ட்ரான் ஓட்டத்தைத் தடுக்க மற்றும் நேர்மறை அயனியைக் கடக்க, ஒரு நுண்ணிய காகித சவ்வு பயன்படுத்தப்படுகிறது. காகித சவ்வு மின்முனைகளையும் பிரிக்கிறது. மேலே உள்ள படத்தில் நாம் காணக்கூடியது போல, நுண்ணிய காகித சவ்வு நடுவில் அமைந்துள்ளது, இது பச்சை நிறத்தில் உள்ளது. எலக்ட்ரோட்கள் மற்றும் காகித பிரிப்பான் திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுடன் செறிவூட்டப்படுகின்றன. அலுமினியத் தகடு தற்போதைய இணைப்பாளராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது மின் இணைப்பை நிறுவுகிறது.
பிரிக்கும் தட்டு மற்றும் தட்டுகளின் பரப்பளவு மின்தேக்கியின் கொள்ளளவு மதிப்புக்கு காரணமாகின்றன. உறவை என குறிக்கலாம்
எங்கே, Ɛ என்பது தட்டுகளுக்கு இடையில் இருக்கும் பொருளின் அனுமதி
A என்பது தட்டின் பகுதி
டி என்பது தட்டுகளுக்கு இடையிலான பிரிப்பு
எனவே, சூப்பர் கேபாசிட்டரின் விஷயத்தில், தொடர்பு மேற்பரப்பு அதிகரிக்கப்பட வேண்டும், ஆனால் ஒரு வரம்பு உள்ளது. மின்தேக்கியின் உடல் வடிவம் அல்லது அளவை நாம் அதிகரிக்க முடியாது. இந்த வரம்பைக் கடக்க தட்டுகளுக்கு இடையில் கடத்துத்திறனை அதிகரிக்க சிறப்பு வகை எலக்ட்ரோலைட்டுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதனால் கொள்ளளவு அதிகரிக்கும்.
சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் இரட்டை அடுக்கு மின்தேக்கி என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன. இதன் பின்னணியில் ஒரு காரணம் இருக்கிறது. சிறப்பு எலக்ட்ரோலைட்டைப் பயன்படுத்தி மிகச் சிறிய பிரிப்பு மற்றும் பெரிய பரப்பளவு, மின்னாற்பகுப்பு அயனிகளின் மேற்பரப்பு அடுக்கு இரட்டை அடுக்கை உருவாக்குகிறது. இது இரண்டு மின்தேக்கி கட்டுமானத்தை உருவாக்குகிறது, ஒவ்வொரு கார்பன் மின்முனைகளிலும் ஒன்று மற்றும் இரட்டை அடுக்கு மின்தேக்கி என்று பெயரிடப்பட்டது.
இந்த கட்டுமானங்கள் ஒரு குறைபாட்டைக் கொண்டுள்ளன. எலக்ட்ரோலைட்டின் சிதைவு மின்னழுத்தத்தால் மின்தேக்கி முழுவதும் மின்னழுத்தம் மிகக் குறைந்தது. மின்னழுத்தம் எலக்ட்ரோலைட் பொருளைப் பொறுத்தது, பொருள் மின்தேக்கியின் மின் ஆற்றல் சேமிக்கும் திறனைக் கட்டுப்படுத்தலாம். எனவே, குறைந்த முனைய மின்னழுத்தம் காரணமாக, ஒரு மின்னழுத்த மட்டத்தில் மின் கட்டணத்தை சேமிக்க ஒரு சூப்பர் கேபாசிட்டரை தொடரில் இணைக்க முடியும். இதன் காரணமாக, தொடரில் உள்ள சூப்பர் கேபாசிட்டர் வழக்கத்தை விட அதிக மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது மற்றும் இணையாக, கொள்ளளவு பெரிதாகியது. கீழேயுள்ள சூப்பர் கேபாசிட்டர் வரிசை கட்டுமான நுட்பத்தால் இதை தெளிவாக புரிந்து கொள்ள முடியும்.
சூப்பர் கேபாசிட்டர் வரிசை கட்டுமானம்
பயனுள்ள தேவையான மின்னழுத்தத்தில் கட்டணத்தை சேமிக்க, சூப்பர் கேபாசிட்டர்களை தொடரில் இணைக்க வேண்டும். மற்றும் கொள்ளளவை அதிகரிக்க அவை இணையாக இணைக்கப்பட வேண்டும்.
சூப்பர் கேபாசிட்டரின் வரிசை கட்டுமானத்தைப் பார்ப்போம்.
மேலே உள்ள படத்தில், ஒரு செல் அல்லது மின்தேக்கியின் செல் மின்னழுத்தம் Cv என குறிக்கப்படுகிறது, அதேசமயம் ஒரு கலத்தின் கொள்ளளவு Cc என குறிக்கப்படுகிறது. ஒரு சூப்பர் கேபாசிட்டரின் மின்னழுத்த வரம்பு 1V முதல் 3V வரை ஆகும், தொடர் இணைப்புகள் மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்கின்றன மற்றும் இணையாக அதிக மின்தேக்கிகள் கொள்ளளவை அதிகரிக்கின்றன.
நாம் வரிசையை உருவாக்கினால், தொடரில் மின்னழுத்தம் இருக்கும்
மொத்த மின்னழுத்தம் = செல் மின்னழுத்தம் (சி.வி) x வரிசைகளின் எண்ணிக்கை
மற்றும் இணையாக கொள்ளளவு இருக்கும்
மொத்த கொள்ளளவு = செல் கொள்ளளவு (சிசி) x (நெடுவரிசையின் எண்ணிக்கை / வரிசையின் எண்ணிக்கை)
உதாரணமாக
நாங்கள் ஒரு காப்பு சேமிப்பக சாதனத்தை உருவாக்க வேண்டும், அதற்காக 6 வி மதிப்பீட்டில் 2.5 எஃப் சூப்பர் அல்லது சூப்பர் கேபாசிட்டர் தேவைப்படுகிறது.
3 வி மதிப்பீட்டைக் கொண்டு 1 எஃப் மின்தேக்கிகளைப் பயன்படுத்தி வரிசையை உருவாக்க வேண்டும் என்றால், வரிசை அளவு மற்றும் மின்தேக்கிகளின் அளவு என்னவாக இருக்கும்?
மொத்த மின்னழுத்தம் = செல் மின்னழுத்தம் x வரிசை எண் பின்னர், வரிசை எண் = 6/3 வரிசை எண் = 2
தொடரில் இரண்டு மின்தேக்கி என்றால் 6 வி சாத்தியமான வேறுபாடு இருக்கும்.
இப்போது, கொள்ளளவு, மொத்த கொள்ளளவு = செல் கொள்ளளவு x (நெடுவரிசை எண் / வரிசை எண்) பின்னர், கோலூம் எண் = (2.5 x 2) / 1
எனவே, எங்களுக்கு 2 வரிசைகள் மற்றும் 5 நெடுவரிசை தேவை.
வரிசையை உருவாக்குவோம்,
வரிசையில் சேமிக்கப்பட்ட மொத்த ஆற்றல்
சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் ஆற்றலைச் சேமிப்பதில் சிறந்தவை, மேலும் வேகமான சார்ஜிங் அல்லது டிஸ்சார்ஜ் தேவைப்படும் இடங்களில். இது காப்புப் பிரதி சாதனங்களாகப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு காப்புப் பிரதி மின்சாரம் அல்லது விரைவான வெளியேற்றம் தேவைப்படுகிறது. அவை மேலும் அச்சுப்பொறிகள், கார்கள் மற்றும் பல்வேறு குடிக்கக்கூடிய மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.