¿Diferencia entre la batería y el condensador?

Los condensadores y las baterías (recargables) pueden usarse para almacenar y recuperar energía eléctrica, y ambos se usan para este propósito. Pero la forma en que almacenan la energía eléctrica (carga) es diferente, lo que lleva a características diferentes y, por lo tanto, a diferentes casos de uso.

Un condensador almacena directamente la carga en lo que son esencialmente dos placas de conductores. El hecho de que la carga se almacena en conductores lo hace fácilmente accesible (baja impedancia, reacción rápida a los cambios), pero el hecho de que su almacenamiento es esencialmente un par de placas bidimensionales limita severamente la cantidad de energía que se puede almacenar. (Los condensadores de mayor capacidad utilizan un almacenamiento 2.5-D a expensas de muchas menos placas conductoras). Un capcitor almacena la carga, lo que significa que cuando los condensadores se descargan (suministran corriente), su voltaje cae (linealmente cuando la corriente es constante).

Una batería almacena energía en reacciones químicas. Esto significa que la energía se almacena en un volumen 3D, se puede almacenar mucha más energía, pero como los iones no cambian su velocidad tan rápido como los electrones, una batería no puede responder tan rápido a los cambios de corriente como un condensador. Las reacciones químicas nunca son completamente reversibles, por lo que una batería se desgasta, mucho más rápido que un condensador. Pero una reacción química tiene un 'voltaje de activación' fijo, por lo que el voltaje de una batería permanece (más o menos) el mismo mientras se descarga.

Por lo tanto, las baterías y los condensadores tienen diferentes casos de uso, que rara vez se superponen. Si necesitas

• alta capacidad = > baterías
• voltaje fijo = > baterías
• respuesta rápida = > condensadores
• 'inifinite' (componente) liftime = > condensadores

De hecho, las baterías a menudo son demasiado lentas para la electrónica, pero los condensadores no podrían almacenar suficiente energía, por lo que en la práctica a menudo se quiere

• alta capacidad + respuesta rápida = > use baterías + condensadores

La respuesta de Wouter es bastante buena. Yo añadiría este cuadro:

Ladensidaddeenergíaeslacantidaddeenergíaquesepuedealmacenarenunpesodadodelproducto.Ladensidaddepotenciaeslarapidezconlaquepuedessacaresaenergía.Demodoquepuedeverquelastapaselectrolíticasdealuminiopuedenentregarórdenesdemagnitudmáspotenciaquecualquiertecnologíadebateríasenlatabla,ylaenergíaalmacenadaporlasbateríasesórdenesdemagnitudmásaltasqueloselectrolíticosdealuminio.Losultracapsestánenalgúnpuntointermedio.

LadensidaddepotenciadelcondensadorestálimitadaporelESR.Lamayoríadeloscapacitorespuedensobreviviraunpuntomuertoquesecolocaatravésdeellos(almenosunavez),perolacorrientetotaldisponibleestálimitadaengranmedida(aunquenocompletamente)porlasinterconexionesdentrodelcapacitorensí.

Además,lascurvasdedescargadevoltajesondiferentes.Unabateríadeionesdelitiotiendeamantenersuvoltajerelativamenteconstantehastaquesedescargacasiporcompleto.

Porotrolado,uncapacitorconcargadepotenciaconstante,caeenvoltajerápidamente.

Supongamos que nuestra carga tiene un voltaje de caída de dos voltios. La batería de ion litio soportará esa carga hasta que se descargue casi por completo; Una preocupación mayor es descargar la batería hasta el punto de que destruya la batería. Sin embargo, el ultracap bajará de 3V a 2V y aún tendrá casi la mitad de la energía cargada total en el condensador, que no está disponible para nosotros debido a la caída del voltaje del teléfono. Así que no solo la densidad de energía total del capacitor es mucho más baja que la de la batería, sino que tampoco podemos utilizar toda la energía que hay allí.

Por lo tanto, no podemos usar condensadores en nuestros teléfonos celulares porque el teléfono duraría una décima más (probablemente menos), o sería diez veces más grande (probablemente más).

Otras respuestas hablan sobre el uso práctico de los condensadores para el almacenamiento de energía, pero en teoría, los condensadores y las baterías son muy diferentes.

Un condensador ideal es un elemento de circuito con la propiedad de que la tensión en sus terminales es proporcional a la integral de la corriente que fluye a través del dispositivo:

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Una batería, por otro lado, es una buena aproximación de una resistencia de pequeño valor en serie con una fuente de voltaje ideal . Es decir, el voltaje en los terminales de una batería es mayormente independiente de la corriente. (excepto la caída pequeña y proporcional debida a la resistencia interna).

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