Конденсаторҳо як қатор хосиятҳои хуб доранд. Онҳо қувваро ҳамчун заряди барқӣ нигоҳ медоранд, на ҳамчун энергияи кимиёвӣ, масалан. Ин одатан имкон медиҳад, ки вақти қариб фаврӣ пур карда шавад ва ҷараёнҳои баромади хеле баланд ба амал оянд. Онҳо метавонанд садҳо ҳазор давраҳои пуркунӣ-холӣ шаванд, ба ҷои садҳо давраҳо барои батареяҳои пурра. Пас, мушкил дар чист?
Батарея дар тӯли мӯҳлати истифодаи тӯлонӣ шиддати нисбатан доимиро таъмин мекунад. Вобаста аз дастгоҳ, шумо метавонед бо мушкилоти коршоямӣ дар наздикии тамомшавӣ рӯ ба рӯ шавед. Масалан, смартфонҳо ба режими сарфаи энергия мегузаранд. Ин на танҳо барои он аст, ки онҳо каме дарозтар кор кунанд, балки барои пешгирӣ аз хомӯшшавии фаврӣ бидуни огоҳӣ низ лозим аст.
Тавре ки шумо мебинед, шиддат бо қариб ба охир расидани батарея паст мешавад. Дар телефони шумо схемаи табдили барқ, ки қисми идоракунии умумии барқ аст, мавҷуд аст, ки барои табдил додани қувваи батареяи на он қадар доимӣ ба қувваи хеле сахт танзимшавандаи система (эҳтимолан як қатор шиддатҳои гуногун) кор мекунад. Дар хотир доред, ки дар ин ҷо як робитаи муҳим вуҷуд дорад: қудрат = ҷараён * шиддат. Пас, барои нигоҳ доштани ҳамон қудрат, вақте ки шиддат паст мешавад, схемаи ман бояд ҷараёни бештар гирад.
Ҳар як батарея муқовимати дохилии каме дорад ва аз сабаби муносибати дигаре, ки Қонуни Ом номида мешавад, шумо медонед, ки дар батарея шиддат кам мешавад. Дар расм, Vout=V0−r∗I, ки дар он I ҷараён аст, оварда шудааст. Ҳамин тариқ, вақте ки V0-и ман паст мешавад ва схемаи идоракунии қувваи барқи ман бояд барои таъмини ҳамон қувва ҷараёни бештар гирад, шиддати баромади батарея боз ҳам тезтар паст мешавад. Ин ҳадди аксар баромади ҷараёни батареяро маҳдуд кард ва инчунин маънои онро дорад, ки онҳо ҳангоми қариб тамом шудан хеле зуд аз кор мебароянд.
Аммо шиддати баромад, ҷараёни авҷ ва қувваи умумии конденсатор бо мурури замон ба таври экспоненсиалӣ коҳиш меёбад. Конденсатор як бартарӣ дорад: он заряди барқро нигоҳ медорад, на заряди барқро ба заряди кимиёвӣ табдил медиҳад, ба монанди батарея, аз ин рӯ, дар ҳоле ки муқовимати дохилӣ вуҷуд дорад, он хурд аст ва одатан онро нодида гирифтан мумкин аст. Конденсаторҳо метавонанд ҷараёнҳои хеле, хеле баландро барои муддати кӯтоҳ таъмин кунанд.
Аммо барои таъмини барқ ба чизе, онҳо мушкилӣ эҷод мекунанд. Хоҳиши маро барои нигоҳ доштани қувваи доимӣ ба системаи идоракунии қувваи худ ва он қудрат = ҷараён* шиддатро ба ёд оред. Вақте ки шиддати мо босуръат паст мешавад, мо бояд онро бо ҷараёни босуръат афзоянда барои таъмини ҳамон қувва ҷуброн кунем. Ҷараёнҳои хеле баланд боиси схемаи хеле гаронтар, ҷузъҳои табдили қувваи калонтар, талафоти бештари қувва дар тахтаҳои схемавӣ ва ғайра мешаванд... ҳамон мушкили асосие, ки батарея дар охири он дорад, танҳо ин дар аввали мӯҳлати нигоҳдории қувваи муфиди конденсатор рух медиҳад. Ва бо кам шудани конденсатор, ҷараёни авҷ, дар ҳоле ки ҳанӯз нисбатан баланд аст, низ паст мешавад.
Мушкили дигар дар он аст, ки ултраконденсаторҳои муосир нисбат ба батареяҳо энергияи хоси хеле пасттар доранд. Беҳтарин ултракапсулаҳо дар бозор 8-10 Вт/кг доранд, аксари онҳо бештар ба 5 Вт/кг монанданд. Беҳтарин батареяҳои литий-ион қариб 200 Вт/кг энергия медиҳанд, бисёр формулаҳо метавонанд ба зиёда аз 100 Вт/кг бирасанд. Аз ин рӯ, барои истифодаи ултракапсулаҳо ба шумо тақрибан 20 маротиба вазн лозим аст. Аммо эҳтимолан бештар, зеро дар баъзе мавридҳо ҳангоми холӣ кардан, вобаста ба истифода, шиддат барои истифода хеле паст мешавад ва қувваи барқ истифоданашаванда мемонад. Ғайр аз ин, бар хилофи конденсаторҳои анъанавӣ, ултраконденсаторҳо инчунин муқовимати нисбатан баланди дохилӣ доранд. Аз ин рӯ, онҳо наметавонанд мубодилаи зиёди шиддатро барои ҷараён дастгирӣ кунанд.
Сипас, худхолкунӣ вуҷуд дорад: чӣ қадар зуд аз дастгоҳи нигоҳдорӣ "ихроҷ" мешавад. Танҳо ҳуҷайраҳои NiMh мустаҳкаманд, аммо худхолкунӣ то 20-30% дар як моҳ. Ҳуҷайраҳои литий-ион вобаста ба технологияи мушаххаси литий-ион, шояд 3% дар баъзе системаҳо вобаста ба назорати батарея, онро то <2% дар як моҳ кам мекунанд. Конденсаторҳои ултраконденсаторҳои имрӯза дар моҳи аввал то 50% зарядро кам мекунанд. Ин метавонад дар дастгоҳе, ки ҳар рӯз пур карда мешавад, муҳим набошад, аммо он ҳолатҳои истифодаи сарпӯшҳо ва батареяҳоро комилан маҳдуд мекунад, ҳадди аққал то он даме, ки тарҳҳои беҳтар эҷод карда шаванд.
Ва азбаски ба шумо ин қадар конденсаторҳо лозиманд, арзиши ҷории конденсаторҳои ултраконденсаторҳо метавонад аз 6 то 20 маротиба аз арзиши батареяҳо гаронтар бошад. Агар барномаи шумо ба қувваи хеле кам ниёз дошта бошад, хусусан бо шиддати хеле кӯтоҳи ҷараёни баланд, ултракап метавонад як варианти мувофиқ бошад. Дар акси ҳол, он дар ояндаи наздик ивазкунандаи батарея нахоҳад буд.
Барои барномаҳои ҷараёни баланд ба монанди мошинҳои барқӣ, он ҳанӯз ҳамчун як баррасии муфид нест, зеро он мустақил аст. Гарчанде ки системаҳое, ки ҳам ултракапҳо ва ҳам батареяҳоро истифода мебаранд, метавонанд ҷолиб бошанд, зеро фарқиятҳои онҳо хеле мукаммаланд, интиқоли ҷараёни баланд ва мӯҳлати тӯлонии капсула дар муқоиса бо зичии баланди энергия/энергияи мушаххаси батарея. Ва барои таъмини ултракапаторҳои хеле беҳтар ва инчунин батареяҳои хеле беҳтар корҳои зиёде анҷом дода мешаванд. Пас, шояд рӯзе ултракап вазифаҳои бештари маъмулии батареяро ба дӯш гирад.
Мақола аз: https://qr.ae/pCacU0
Вақти нашр: 06 январи соли 2026