Kapasitor dan baterai - apa bedanya
Tampaknya baterai dan kapasitor pada dasarnya melakukan hal yang sama — keduanya menyimpan energi listrik untuk kemudian mentransfernya ke beban. Sepertinya begitu saja, dalam beberapa kasus kapasitor biasanya berperilaku seperti baterai dengan kapasitas kecil misalnya di sirkuit keluaran berbagai konverter.
Tetapi seberapa sering kita dapat mengatakan bahwa baterai berperilaku seperti kapasitor? Sama sekali tidak. Tugas utama baterai di sebagian besar aplikasi adalah mengakumulasi dan menyimpan energi listrik dalam bentuk kimiawi untuk waktu yang lama, menahannya, sehingga dapat dengan cepat atau lambat, segera atau beberapa kali, memberikannya ke beban. Tugas utama kapasitor dalam beberapa kondisi serupa adalah menyimpan energi listrik untuk waktu yang singkat dan mentransfernya ke beban dengan arus yang diperlukan.
Artinya, untuk aplikasi kapasitor tipikal, biasanya tidak perlu menahan energi selama baterai sering membutuhkannya. Inti dari perbedaan antara baterai dan kapasitor terletak pada perangkat keduanya, serta pada prinsip pengoperasiannya.Meskipun dari luar ke pengamat yang tidak dikenal, tampaknya mereka harus diatur dengan cara yang sama.
Kondensator (dari bahasa Latin condensatio — "akumulasi") dalam bentuknya yang paling sederhana — sepasang pelat konduktif dengan luas yang signifikan, dipisahkan oleh dielektrik.
Dielektrik yang terletak di antara pelat mampu mengakumulasi energi listrik dalam bentuk medan listrik: jika EMF dibuat di pelat menggunakan sumber eksternal perbedaan potensial, maka dielektrik di antara pelat terpolarisasi karena muatan pada pelat dengan medan listriknya akan bekerja pada muatan terikat di dalam dielektrik dan dipol listrik ini (pasangan muatan terikat di dalam dielektrik) diorientasikan untuk mencoba mengkompensasi totalnya medan listrik, medan muatan yang ada pada pelat karena sumber eksternal EMF.
Jika sekarang sumber eksternal EMF dari pelat dimatikan, maka polarisasi dielektrik akan tetap ada - kapasitor akan tetap terisi daya untuk beberapa waktu (tergantung pada kualitas dan karakteristik dielektrik).
Medan listrik dari dielektrik terpolarisasi (bermuatan) dapat menyebabkan elektron bergerak dalam konduktor jika mereka menutup pelat. Dengan cara ini, kapasitor dapat dengan cepat mentransfer energi yang tersimpan dalam dielektrik ke beban.
Kapasitas kapasitor adalah semakin besar luas pelat dan semakin tinggi konstanta dielektriknya. Parameter yang sama terkait dengan arus maksimum yang dapat diterima atau diberikan kapasitor selama pengisian atau pengosongan.
Baterai (dari lat. acumulo kumpulkan, kumpulkan) bekerja dengan cara yang sama sekali berbeda dari kapasitor.Prinsip kerjanya tidak lagi pada polarisasi dielektrik, tetapi pada proses kimia reversibel yang terjadi pada elektrolit dan pada elektroda (katoda dan anoda).
Misalnya, selama pengisian baterai lithium-ion, ion lithium di bawah aksi EMF eksternal dari pengisi daya yang diterapkan ke elektroda tertanam di kisi grafit anoda (pada pelat tembaga), dan ketika dilepaskan, kembali ke katoda aluminium (misalnya dari oksida kobalt). Tautan terbentuk. Kapasitas listrik baterai lithium akan semakin besar jika semakin banyak ion lithium yang tertanam di elektroda selama pengisian dan meninggalkannya selama pengosongan.
Berbeda dengan kapasitor, ada beberapa nuansa di sini: jika baterai lithium diisi terlalu cepat, maka ion tidak punya waktu untuk tertanam di elektroda, dan sirkuit logam lithium terbentuk, yang dapat menyebabkan korsleting di baterai Dan jika Anda menguras baterai terlalu cepat, katoda akan cepat runtuh dan baterai menjadi tidak dapat digunakan. Baterai membutuhkan kepatuhan yang ketat terhadap polaritas selama pengisian, serta kontrol nilai arus pengisian dan pengosongan.