شرح ماهي المكثفات الخارقة او المتسعات الخارقة super capacitors بكل تفاصيلها

تم تحميل الصفحة في 0,8351338 ثانية
شرح ماهي المكثفات الخارقة او المتسعات الخارقة super capacitors بكل تفاصيلها

mohammedalaa

.:: مُشرف اقسام حماية الاجهزة والتقنية ::.
rankrankrankrankrankrank
إنضم
18 نوفمبر 2014
المشاركات
3,472
الإعجابات
2,966
النقاط
146
الإقامة
العراق من بغداد
سلام عليكم

كيف حالكم ان شاءالله بخير دوما

اليوم موضوعنا حول ماهي
المكثفات الخارقة : super capacitors




هي عبارة عن مكثفات بسعات عالية جدا، تصل حتى 3000 فاراد – نعم فاراد وليس مايكرو فاراد وحتى أكبر من هذه السعات قيد الانتاج، ما تسبب بتسميتها المكثفات الخارقة.
وهي تقنية تتطور بسرعة يوما بعد يوم وتشهد الكثير من التحسينات وفيها الكثير من الوعود، حيث تمثل عملية تخزين الطاقة في البطاريات مشكلة كبيرة بسبب عدد من المشاكل والمحددات التي تتسبب بها البطاريات الموجود بين ايدينا وأولها العمر القصير وعدد دورات الشحن والتفريغ المحدودة والوزن الكبير والمقاومة الداخلية الكبيرة نسبيا، إضافة إلى مشاكل ترتبط بخطورة المواد المصنعة لهذه البطاريات وخطورة البطاريات ذاتها التي قد تنفجر عند معاملتها بطريقة غير مناسبة.


وتتكون المكثفة الخارقة من طبقتين من المعدن رقيقة جدا، مغطاة بطبقة من الكربون النشيط ، ويقدر العمر الافتراضي للمكثف الخارق بحوالي 20 عاما، ولا تفقد أكثر من 20% من قدرتها بعد 10 أعوام ، مقارنة بالبطاريات التي تنهار في أقل من 3 أعوام وتتغير خواصها بسرعة وصولاً لتلفها.

تبلغ عدد دورات الشحن والتفريغ للمكثف الخارق مليون دورة على الأقل، في حين لا تتجاوز 500 دورة لمعظم أنواع البطاريات.

تتميز المكثفات الخارقة بسرعة الشحن والتفريغ أي أنها تتميز عن البطاريات لأنها تخزن وتطلق الطاقة بسرعة حيث يمكن شحنها خلال عدة دقائق ، حتى أن شركة بريطانية على وشك طرح جهاز شاحن للبطاريات (خارجي) يشحن نفسه خلال 5 دقائق فقط معتمدا على المكثفات الخارقة التي يدخل الغرافيت في تصنيعها بسبب مميزاته التقنية الكبيرة وتفوقه على النحاس في الناقلية والفولاذ في المتانة.

وعلى الرغم من أن المكثفات الخارقة ما تزال في بداية الطريق وما تزال محدودة السعة مقارنة بالبطاريات ذات نفس الوزن والحجم، إلا أنها تقدم العديد من المميزات التي تبدو متفوقة على البطاريات في العديد من النقاط.
الميزة الوحيدة للبطارية على المكثفات الخارقة هي موضوع السعة، فبطارية تساوي نفس حجم المكثف الخارق تستطيع تخزين شحنة أكبر منه عدة مئات من المرات، لكن عمليا هذه نقطة التفوق الوحيدة (الحل في استخدام مجموعات من هذه المكثفات ).

- المقاومة الداخلية للمكثفات الخارقة أصغر بكثير من البطاريات (، ما يجعلها مناسبة لسحب تيارات عالية منها لحظيا وخاصة في التطبيقات التي تتطلب تيارات عالية لحظية (مثل دارات إشعال محركات السيارات – فلاشات الكاميرات ... إلخ ).
- تتميز المكثفات الخارقة أنها تأتي بجهود لا تتجاوز 2.7 فولط، بسعات كبيرة جدا تتجاوز 3000 فاراد، وفي حال الرغبة بالحصول على جهود أعلى فهي توصل تسلسليا بشكل بنك من المكثفات، وهو أسلوب الاستخدام الأكثر شهرة حالياً.

- تخضع المكثفات الخارقة لجميع قواعد المكثفات من حسابات السعة والوصل التسلسلي والتفرعي، ما يعني أنه عند وصلها تسلسليا سيرتفع الفولط ولكن سيكون هنالك فقد في السعة.
- تعمل المكثفات الخارقة حيث لا تعمل البطاريات وخاصة في ظروف الحرارة المتدنية وتقدم عملاً ممتازا في درجات حرارة حتى 40 تحت الصفر، في حين تتوقف معظم البطاريات عن العمل في الطقس البارد، وقد تنفجر عند تعرضها للحرارة الزائدة (الكثير من السيارات في المناطق الباردة تستخدم المكثفات الخارقة بدل بطاريات السيارات التي لا تعمل في الشتاء).
- المكثفات الخارقة حساسة للجهد الأقصى المطبق عليها، والذي يجب أن لا يتجاوز 2.7 فولط لمعظم الأنواع، لذلك عند استخدامها بشكل مجموعات توصل تسلسليا (يمكن الجمع بين الوصل التسلسلي والتفرعي للحصول على جهد وسعة عاليين) فإننا نستخدم دارات تسمى دارات موازن الشحن، مهمتها الحفاظ على جهد المكثف من الارتفاع فوق الجهد الاعلى، وكذلك شحن المكثف وتوصيله بدارة الحمل عند الحاجة إليه.
- يوجد العديد من النماذج على هذا الأمر، مثل وجود رزم من المكثفات الخارقة الموصلة تسلسليا لإعطاء 48 فولط وبسعة 146 فاراد، وهي قادرة على تامين 10 أمبير للحمل وهو رقم جيد، وتستخدم مخازن الطاقة هذه في الصين في القطارات الكهربائية وفي أنظمة طاقة الطوارئ، وتستخدم "موازنات شحن" من النوع LTC3350، حيث يحمي المكثفات ويصلها بالحمل عند الحاجة ويوفر 4.5 إلى 35 فولط للحمل وبتيار حتى 10 أمبير.
كذلك يمكن استخدام الدارة ISL78268 وغيرها كثير، والتي تقدم إمكانيات الشحن والمراقبة والعمل كرافع للجهد لتغذية الأحمال أثناء انقطاع الكهرباء، وكلا النوعين مخصصات للمركبات والقطارات.
- في حال استخدام دارات تحكم غير احترافية للاستفادة من المكثفات الخارقة يجب استيعاب أنه لا مشكلة في تفريغها حتى أخر ميلي فولط، ما يعني أننا نحتاج لدارات رافع جهد تعمل بالجهد الأدنى الممكن، وفي حال صممناها بأنفسنا فقد تمثل ترانزستورات الجرمانيوم ذات الجهد 0.3 فولط حلا جيدا، كذلك الافضل استخدام دايودات شوتكي ذات الجهود المنخفضة جدا 0.2 فولط والتيارات العالية.

استخدامات المكثفات الخارقة:
- بدل البطاريات في االعديد من التطبيقات التي تحتاج مصادر طاقة بديلة للمساعدة في حال انقطاع الجهد المتناوب
- في دارات الإنارة والطوارئ والانذار
- في الدارات التي تتطلب شحن وتفريغ سريع مثل الشواحن الخارجية السريعة
- في الدارات التي تتطلب سحب تيار عالي لحظيا مثل محركات السيارات
- في الدارات التي تتطلب صيانة قليلة وخاصة التي توضع في مناطق بعيدة عن المدن (تغذية احتياطية)
- في الأجهزة التي تحتاج معامل سلامة عالي- مثل السيارات الكهربائية بدل البطاريات





الى هنا اتمنى اني وفقت بطرح بكل تفاصيل الموضوع
ودمتم سالمين
 

mohammedalaa

.:: مُشرف اقسام حماية الاجهزة والتقنية ::.
rankrankrankrankrankrank
إنضم
18 نوفمبر 2014
المشاركات
3,472
الإعجابات
2,966
النقاط
146
الإقامة
العراق من بغداد

الأعضاء النشطين حاليآ الذين يشاهدون هذا الموضوع (1 عضو و 2 ضيف)

خيارات الاستايل

نوع الخط
مودك
اخفاء السايدر بار OFF
توسيط المنتدى OFF
فصل الأقسام OFF
الأقسام الفرعية OFF
عرض المشاركات
حجم الخط
معلومات العضو OFF
إخفاء التوقيع OFF

إرجاع خيارات الإستايل