Buxoro Davlat Universiteti Fizika-matematika fakulteti 70530901 Fizika

Buxoro Davlat Universiteti
Fizika-matematika fakulteti
70530901 Fizika (yo’nalishlar bo’yicha)
2-kurs magistranti
Usmonov Uyg’unjon Umidjon o’g’lining
Nanofizika
fanidan
Nanobatareya va superkondensatorlar
mavzusida tayyorlagan
MUSTAQIL
ISHI
Bajaruvchi: Usmonov.U.U
Tekshiruvchi: dots. Niyozxonova. B .E.
Mavzu: Nanobatareya va superkondensatorlar

Reja:

1. 
   Superkondensatorlarning ishlash prinsipi
   
2. 
   Superkondensatorlarning qo’llanish istiqbollari.
   
3. 
   G’unajin tolalaridan tayyorlangan superkondensatorlar, kelajak akkumulyatorlari
   

4. Foydalanilgan internet saytlari.

1. 
   Superkondensatorlarning ishlash prinsipi
   

Superkondensatorlarlar ilgari asosan yuqori quvvatli elektr ta'minoti va yirik sanoat va iste'molchi quvvat manbai uchun ishlatilgan va hozirda turli o'lchamlarda, ayniqsa ko'chma qurilmalarda mavjud. Superkondensatorlarlar minglab faradlargacha bo'lgan sig'im ko'rsatkichlari va tez zaryadlash va tushirish tezligi bilan mashhur.


Uzoq vaqt davomida juda ko'p quvvatni saqlay oladiganligi sababli, superkapasitator oddiy kondensatorga qaraganda batareyaga o'xshaydi. Aslida, texnologiya rivojlanib borgan sari, ular qayta zaryadlanuvchi batareyalarni kompyuterlar, raqamli kameralar, uyali telefonlardan tortib boshqa qo'l asboblariga qadar keng mahsulot turlarida almashtiradilar.


Superkondensatorlar nima?


Oddiy qilib aytganda, Superkondensatorlar juda katta polarizatsiyalangan elektrolitlar kondensatoridir. Bu erda "katta" atamasi jismoniy o'lchamiga emas, balki sig'imga ham tegishlidir.


Darhaqiqat, oddiy elektrolitik kondensatorler uchun, kapasitans qiymati va yoki voltaj qiymati qanchalik katta bo'lsa, butun paket katta bo'ladi. Elektrolitik kondensatorler odatda mikrofaradlar bo'yicha sig'imning qiymatlarini taxminan 0,1F dan 1F gacha, kuchlanishlari 1kV gacha. 
Umuman olganda, nominal kuchlanish qancha yuqori bo'lsa, kapasitans qiymati kichikroq va kapasitans qiymati qanchalik katta bo'lsa, paket katta bo'ladi va ishlaydigan kuchlanish past bo'ladi.


Ushbu qoidalar asosan super kondensatorlarga ham tegishli. Super kondensatorning sig'imi 1F dan yuqori, ish kuchlanishi esa 1,5V dan 160V gacha va undan yuqori. Kapasitans qiymati va kuchlanish oshgani sayin, uning hajmi ham oshadi.


O'nlab faradlar atrofida sig'imlilik qiymatiga ega bo'lgan erta Superkondensatorlarlar katta bo'lgan, asosan yirik quvvat manbalari uchun ishlatilgan. Kam quvvatli ishlaydigan kichik quvvatli Superkondensatorlarlar ko'pincha maishiy elektronikada qisqa muddatli zaxira quvvat manbai sifatida ishlatiladi.
Superkondensatorlar va elektrolitik kondensatorler o'rtasida katta o'xshashlik mavjud bo'lsa-da, elektr ishlashi va jismoniy o'lchamlarda ham katta farqlar mavjud. Masalan, odatiy 10uF, 25Vdc kuchlanishli elektrolitik kondansator, 1F dan 10F, 2.7Vdc s Superkondensatorlar nisbatan bir oz kichik yoki hatto unga teng bo'lishi mumkin. Texnologiyaning so'nggi yutuqlari bilan, superkapasitorning ish kuchlanishi 25 Vdc ga oshirilganda, hajmi ikki baravar kam bo'ladi va dasturga qarab, bunday hajm o'zgarishi ahamiyatli bo'lmasligi mumkin.


Superkondensatorlarning ichki tuzilishi
Aslida, superkapasitorni qayta zaryadlanuvchi batareya deb hisoblash mumkin. U zaryadni uning quvvatiga mutanosib ravishda saqlaydi va zaryadni tushirish kerak bo'lganda zaryadsizlantiradi. Superkapasitörler va elektrolitik kondensatorler o'rtasidagi eng katta farq, bu yuqori sig'imga imkon beruvchi elektron ikki qatlamli qilib tuzilgan.
(1-rasm)
Standart kondensator, metall plastinka bilan biriktirilgan ikkita elektrod o'rtasida dielektrik qatlamni sendvich bilan yotqizish yo'li bilan qurilgan (1-rasm). Kondensator turiga qarab dielektrik alyuminiy oksidi, tantal oksidi, titan oksidi yoki polipropilen poliester bo'lishi mumkin. Turli xil materiallar turli xil quvvat va kuchlanish xususiyatlarini aniqlaydi (2-rasm). Dielektrik miqdori va plitalar orasidagi masofa ham sig'imga ta'sir qiladi. Biroq, plitalar orasidagi maksimal ruxsat etilgan masofa dielektrik miqdorini cheklaydi.
(2-rasm)