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每一颗细小的活性炭粒子都具有容量和阻抗，超级电容器就是由这一颗一颗的活性炭粒子合成的。以等效电路的形式描述超级电容器，如【图1】所示。超级电容器的容量为C1，C2的合成容量。
C１、C２ ： 活性炭电极的容量
R１、R２ ： 绝缘阻抗
R３、R５ ： 电极的阻抗
R４ ： 分离器和电解液的阻抗
合成容量
以更精细的等效电路描述各电极部分，如【图2】所示。
如【图2】所示，各电极由活性炭的细粒子组成，每一颗粒子都是有容量和阻抗的超级电容器。因此，向超级电容器充电后，首先从阻抗较小的部分开始充电，阻抗较大部分的容量会出现充电滞后的现象。此外，如果在刚达到充电电压后就迅速停止充电，则会自动从阻抗较小容量的部分转向阻抗较大容量的部分进行充电(自充电)，导致端子电压降低。因此，要给超级电容器充满电，就需要在到达充电电压后进行缓和（保持恒定电压）充电。
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