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2004年10月18日

スーパーキャパの実効値実験1

C=0.22Fのスーパーキャパシタが手元にあるが、実際のキャパシタンス値はどの程度なのか。調べてみることにした。

電源電圧Vo=5V, R=4.96KΩにて、RC放電回路を形成して放電曲線を測定する。
R=4.96KΩと十分に低いのでテスターの入力インピーダンスは無視できるとする。
式(1)
RC放電電圧はt[秒]を変数として式(1)で与えられる。
実験結果をグラフにプロットする。

青色は計測した電圧。赤色は式(1)の理論値である。理論値よりも計測値が下回ったので実際には0.22Fより容量が少ないようだ。
実験の結果、電圧V=2.00Vまで低下するのに要した時間は934秒であった。式(1)をCについて解くと
式(2)
のように変形できる。ここでVo=5, R=4.96K, t=934であるから、
C=0.2055 [F]
が得られた。今回は負荷抵抗R=5KΩと低めだったため、キャパシタンスの内部抵抗の非線形特性がかなりの影響を与えたと考えられる。

スーパーキャパの実効値実験2

次に条件を変え、
実験負荷 R=0.985KΩ,  開始電圧 Vo=3.00V
として計測を開始し、下限値=2.00Vに達するまでの放電時間を計測した。4回測定した結果、いずれも64秒となった。式(2)より t=64とすると、
C=0.1602 [F]
が得られた。3.0V〜2.0V付近において、負荷1KΩ程度で使用するときはC=0.16Fとみなすことが出来る個体であることがわかる。この結果は後の実験で用いる。