我最近从我哥哥那里买了几个神秘的超级/超级电容器。显然他不记得任何规格甚至品牌......更复杂的是,他们没有标记或打印有意义的识别信息。(有一个带有字母数字代码的条形码标签,但使用它进行的快速 Google 搜索一无所获。)
看起来是时候启动 Scooby-Doo Mystery Buss 了,因为伙计们正在冒险。
首先,我想我会尝试测量电容。由于我的 LCR 表没有指定用于像这样的巨大电容器,因此我必须在测试设备上发挥创意。
考虑到基本物理学,我们发现电容与电容器上每伏特存储的电荷成正比:
$$ C=\frac{q}{V} $$
其中电容器中的累积电荷是通过电容器的电流的积分:
$$ \int i(t)dt=q$$
使用电流源为电容器充电,我们可以简化计算,只使用电容器两端的电荷和电压的增量测量。
$$ C=\frac{\Delta q}{\Delta V}=\frac{i\Delta t}{\Delta V} $$
使用我的 Advantest R6144 电流源,我可以在设定电流下为电容器充电,并使用我的 Tektronix DMM4050 在趋势图模式下简单地测量电容器两端的电压。
然而,这是我开始看到一些相当大的数字的地方。电容器可能真的是〜2200法拉,但这似乎有点高。诚然,电容器相当大,长约 5.5 英寸,半径约 1 英寸。
现在向电气工程堆栈交换的优秀人员提出一些问题:这种方法是测量超级电容器的可行方法吗?或者有没有更合适的方法可以用来测量它们?此外,超级/超级电容器的电容是否随电容器电压发生显着变化?例如,这些测量结果是否对更高的充电电压具有预测性/指示性。我认为电容应该会波动一些,但我怀疑它有那么多。最坏的情况可能是几百法拉,但我不是这方面的专家。
此外,更重要的是,如何在不损坏电容器的情况下找到最大充电电压?在几个星期内进行 100uA 的恒流充电,直到电压与自放电工作达到某种平衡。然后退后几百毫伏,称之为最大充电电压。或者它会在我整个实验室喷洒电解液时达到一个临界点并自毁?
最后,如何确定电容器的极性方向?这些没有以任何方式标记,并且两个端子是相同的。我用存储在电容器中的剩余电压下注。我假设先前充电的介电吸收/记忆效应知道正确的方向......
无论如何,尝试确定这些电容器的特性是一件很有趣的事情。但是,它们上面没有有用的标记,如极性方向、制造商等,这仍然是一个令人恼火的问题。