超级电容器的充放电实验曲线测试
一、实验目的
了解超级电容器结构组成以及工作原理，理解超级电容器等效电路模型，学会绘制超级电容器充放电曲线。
二、超级电容器结构以及工作原理
超级电容器通常包含双电极、电解质、集流体、隔膜四个部件。超级电容器电极由多孔材料在金属薄膜（常用铝）上沉积而成，而活性炭则是常用的多孔材料。充电时，电荷存储于多孔材料和电解质之间的界面上。电解质的选择往往是电容器单体电压和离子导电性之间妥协的结果，追求离子导电性的最大化可能会导致所选择的电解质分解电压低至1V 。隔膜通常是纸，起绝缘作用，可以防止电极之间任何的导电接触。必须能够浸泡在电解质中，并且不影响电解质的离子导电性。
超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V 以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，
为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷相应减少。
三、实验线路图
四、实验步骤
1、充电实验
按照实验线路图连接电路，将开关接到K端，使电源接入电路中，实现超级电容的充电过程，通过串口命令记录电流和电压。
2、放电实验
在超级电容器充电完成后，将开关接到另一端，将电源断开，实现超级电容的放电过程，通过串口命令记录电流和电压。
五、注意事项
1、超级电容器具有固定的极性。在使用前，应确认极性。
2、超级电容器应在标称电压下使用。当电容器电压超过标称电压时，将会导致电解液分解，同时电容器会发热，容量下降，而且内阻增加，寿命缩短，在某些情况下，可导致电容器性能崩溃。
3、超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中，高频率的快速充放电会导致电容器内部发热，容量衰减，内阻增加，在某些情况下会导致电容器性能崩溃。
4、外界环境温度对于超级电容器的寿命有着重要的影响。电容器应尽量远离热源。
5、安装超级电容器后，不可强行倾斜或扭动电容器，这样会导致电容器引线松动，导致性能劣化。
6、当超级电容器进行串联使用时，存在单体间的电压均衡问题，单纯的串联会导致某个或几个单体电容器过压，从而损坏这些电容器，整体性能受到影响，故在电容器进行串联使用时，需得到厂家的技术支持。
仪器选择: 东莞富晖电子
优点：内阻小，正常使用寿命可以达到100万次充放电
六、实验数据处理
1、充电曲线
2、放电曲线
七、思考
1、根据实验所得的充放电曲线简单说明超级电容的充放电过程有何特性
答：充电过程中，电压一开始随时间增长较快，到后面趋于一个定值，但这个定值稍小于设定值；电流一开始从0迅速增大，稳定了很短一段时间后开始随时间迅速下降，后来也逐渐缓慢，最后无限趋近于0。
放电过程中，电压从最大值随时间不断缓慢下降，直到最后趋近于0；电流从0开始激增到最高点，而后也随时间不断下降，最后逐渐趋近于定值0。
2、简单说明充电过程中电压值到达不了设定值(24V)的原因
答：因为电路中串联了一个大阻值的电阻，分走了一小部分的电压，导致充电过程中超级电容器的电压值达不到设定值24V。