Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Istnieją sytuacje, w których nie można zrealizować autonomicznego zasilania na podstawie jednego akumulatora z powodu powstawania dużych prądów krótkotrwałych. W tym przypadku zastosowano wysokonapięciowy kondensator wysokonapięciowy, aż zamiast akumulatora lub równocześnie z nim został użyty jonistor.

Praca tej klasy urządzeń obejmuje technologię, która umożliwia stworzenie podwójnej warstwy elektrycznej (EDLC), która odróżnia je korzystnie od urządzeń, w których reakcje chemiczne, zarówno odwracalne (akumulatorowe), jak i nieodwracalne (akumulator), są wykorzystywane do akumulacji ładunku.

Pomimo faktu, że jonizatory pojawiły się stosunkowo niedawno, ich produkcja została ustanowiona przez wielu producentów zarówno w naszym kraju, jak i za granicą, te komponenty radiowe są produkowane przez takie firmy jak: Palm, Epcos, Elna itd.

Ionistory Maxwella

Urządzenie wewnętrzne

Ionistory różnią się od kondensatorów tym, że ich konstrukcja nie wiąże się z użyciem dielektryka między elektrodami, przy wytwarzaniu tych drugich wybiera się substancje o przeciwnym potencjale ładowania. Uproszczone urządzenie tych komponentów radiowych pokazano na rysunku.

Urządzenie jest klasycznym jonizatorem

Legenda:

  • a, b - elektrody;
  • c – separator;
  • d - węgiel aktywny.

Pojemność „wykładziny” kondensatora zależy od jego pojemności, w tym celu węgiel aktywny lub spieniony węgiel jest używany jako elektrody w urządzeniach, które są umieszczone w elektrolicie. Zadaniem separatora jest zapobieganie zwarciom elektrod.

Elektrolit może być stałym lub krystalicznym roztworem zasady lub kwasu. Należy zauważyć, że w nowoczesnych produktach ten typ elektrolitu nie jest używany ze względu na jego wysoką toksyczność.

Poniższy rysunek przedstawia, na przykład, konstrukcję jonizatorów serii EN produkowanych przez Panasonic.

Konstrukcja serii EN

Na rysunku oznaczonym:

  • a - elektrody (węgiel aktywny działa jak materiał);
  • b, e - górna i dolna część ciała;
  • c - separator;
  • d - izolator uszczelniający.

Parametry

Główne charakterystyki elektryczne jonizatorów obejmują:

  • pojemność, dla jego jednostki pomiarowej Farad (F) jest używany;
  • opór wewnętrzny (om);
  • maksymalny prąd rozładowania (A);
  • napięcie znamionowe (V)
  • parametry samorozładowania i rozładowania, ten ostatni jest dość ważnym parametrem, więc podajemy wzór, za pomocą którego można obliczyć czas rozładowania jonizatora: gdzie:

t oznacza czas rozładowania, mierzony w sekundach (s);

С - pojemność urządzenia (Ф);

V 1, V 2 - początkowa i końcowa wartość zakresu napięcia, w którym przeprowadzono test;

I - wartość prądu testowego (A).

Pozytywne i negatywne strony

Niewątpliwe zalety tych urządzeń obejmują następujące cechy:

  • Rozładowanie i ładowanie urządzenia nie zajmuje dużo czasu, co pozwala na ich użycie w przypadkach, gdy nie jest możliwe zainstalowanie baterii z powodu długiego ładowania;
  • w porównaniu z akumulatorami jonizatory mają o wiele bardziej kompletne cykle ładowania i rozładowania urządzenia;
  • aby ładować, nie potrzebujesz specjalnego sprzętu do ładowania, dlatego obsługa jest uproszczona;
  • elementy radiowe tego typu są znacznie lżejsze niż baterie i mniejsze;
  • szeroki zakres temperatury pracy - od -40 do 70 ° C;
  • czas życia jest wielokrotnie dłuższy niż w przypadku kondensatorów mocy i baterii.

Bez względu na to, jak dobre są te komponenty radiowe, mają one również wady, które nieco komplikują działanie, a mianowicie:

  • stosunkowo wysoka cena jonizatorów prowadzi do tego, że ich zastosowanie w technologii prowadzi do wzrostu ich ceny. Zdaniem ekspertów, w niedalekiej przyszłości problem ten zostanie rozwiązany dzięki rozwojowi nowych technologii;
  • niskie parametry napięcia znamionowego urządzeń, rozwiązaniem może być połączenie szeregowe kilku elementów (zasada jest taka sama jak przy podłączaniu kilku baterii). W takim przypadku należy zainstalować bocznik w postaci rezystora na każdym komponencie;
  • Nadmierna temperatura (ogrzewanie powyżej 70 ° C) powoduje awarię;
  • Tego typu komponenty radiowe nie pozwalają na zgromadzenie wystarczającej ilości energii, ponadto mają małą gęstość energii (to znaczy nie tak potężną jak baterie), co nieco zawęża zakres ich zastosowania. Równoległe połączenie kilku elementów pozwala częściowo poradzić sobie z tym problemem.

Oddzielnie należy zauważyć, że superkondensatory odnoszą się do elementów, których połączenie wymaga przestrzegania polaryzacji. Nie zwieraj urządzenia, ponieważ spowoduje to wzrost temperatury i wymianę elementu radiowego.

Aplikacja

Jonizatory zakresu są dość obszerne, ale najczęściej są wykorzystywane jako awaryjne lub zapasowe źródło zasilania dla timera lub układów pamięci w różnych urządzeniach, począwszy od telefonów, a skończywszy na centrach muzycznych, telewizorach, kamerach wideo itp.

Wideo: wydajność w użyciu jonizatora

Stworzono również dość egzotyczne eksperymenty dotyczące stosowania superkondensatorów, w szczególności wykorzystano je do stworzenia broni gaussowej (pistoletu elektromagnetycznego).

Typowy obwód włączania superkondensatorów jako źródeł zasilania pokazano na rysunku.

Zapasowe połączenie zasilania

Oznaczenie na schemacie:

U - podłączenie do głównego źródła zasilania;

D1 jest diodą, która zapobiega wyciekowi ładunku jonizatora, gdy nie ma głównego źródła zasilania;

R1 - rezystor, służy do dwóch celów:

  • limit prądu ładowania;
  • eliminuje przeciążenie głównego źródła zasilania podczas włączania zasilania;

C - zapasowe źródło zasilania oparte na jonizatorze;

Rn to rezystancja obciążenia.

Należy zauważyć, że bez rezystora (oznaczenie na schemacie - R1) można zrezygnować, jeśli charakterystyka źródła zasilania pozwala na krótkotrwały wzrost prądu obciążenia do 250 mA.

Oprócz przykładu zastosowania domowego, jonizatory mogą być używane do podłączenia diody LED w latarce o małej mocy, podczas gdy ładowanie można wykonać z energii baterii słonecznej.

Podajmy jeszcze jeden typowy przykład użycia tego urządzenia do uruchomienia silnika samochodowego. Schemat takiej implementacji pokazano na rysunku.

Schemat: urządzenie rozruchowe silnika samochodowego

Schemat ten można wdrożyć w każdym samochodzie osobowym, w którym napięcie sieci pokładowej wynosi 12 V, symbole na rysunku :

  • 1, 2, 3 - zaciski przyłączeniowe (1 do styku dodatniego akumulatora, 2 - do bieguna ujemnego, 3 do stacyjki);
  • Ks - blokada zapłonu;
  • B1 - akumulator samochodowy;
  • K1, K1.1 - stycznik i jego klucz sterujący;
  • C - superkondensator;
  • Rc - rezystor ograniczający prąd ładowania jonizatora C.

Układ wykorzystuje superkondensator (oznaczenie: 12ПП-15 / 0, 002), który ma następujące cechy:

  • maksymalne napięcie znamionowe - 15 V;
  • pojemność - 216F;
  • rezystancja wewnętrzna wynosi 0, 0015 Ohm;
  • prąd znamionowy - 2 kA.

Powyższe charakterystyki wystarczą do uruchomienia silnika o mocy do 150 KM Czas ładowania jonizatora wynosi nie więcej niż 5 sekund, po włączeniu rozrusznika przez pierwsze kilka sekund główne obciążenie prądowe trafi do superkondensatora, ponieważ wewnętrzna rezystancja akumulatora jest większa.

Takie urządzenie rozruchowe, w którym wykorzystywany jest jonizator, można kupić gotowe, ale będzie to znacznie tańsze samemu.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria: