Kapasite birimi neden bu kadar büyük?

36

Çoğu kapasitör µF, nF ve pF aralığındadır. Biliyorum, o kadar yükseğe çıkan bazı özel varlıklar var, ama cuma günü etraftaydı ve ünite ondan sonra seçildi, öyle bir şeyleri yoktu. Nadiren değerli bir kapak kullanıyorsanız, ünite neden bu kadar büyük?

capacitor

— skyler
kaynak

11

Temel parçacık fizikçileri için, sayaç ve ikinci büyük birimlerdir. Hepsi bir bağlam meselesi. Elektronik mühendisleri için mA ve uA ortaktır. Elektrik mühendisleri için, kA ve MA ortaktır.

— Alfred Centauri

2

Bahsettiğiniz birim, Farady'nin ölümünden on yıldan fazla bir zamana kadar hali hazırda bildiğimiz gibi tanımlanmadı. ( Kaynak ) Kişilerin adını taşıyan birimler tipik olarak ölümden sonra atanır.

— Warren Young,

4

Zamanında devti. Biz sadece bugün uF değerine sahip olmayı umabiliriz ;-) fE (femto einsteins) gibi.

— user6972,

1

... Ve bu daha büyük kapasitörler için bir birime ihtiyacınız var. Haklıysam elektrikli otomobillerde "süper kapasitörler" kullanmaya çalışıyorlar.

— Anonim Penguen

13

Diğerlerinin de belirttiği gibi, 1 farad 1 volt başına 1 coulomb'dur. Ama tavşan deliği gider derin - 1 Coulomb ne olduğunu ve neden olduğunu 1 volt neden Soru o zaman olur o nedir?

Sonunda bu tavşan deliğinin ardından, bizi dünyamızın 7 fiziksel özelliği için ölçü birimi olan 7 temel SI birimine yönlendirecektir: mesafe, kütle, zaman, elektrik akımı, termodinamik sıcaklık, bir madde miktarı ve ışık yoğunluğu. Matematikteki aksiyomlar gibiler. Buradan, diğer birimler bunlar açısından tanımlanır. Böylece volt = (kilogram metre metre) / (amper saniye saniye). Bu arada coulomb = amper * saniye. Türetilmiş bir birimin 1'inin bir baz birimin 1'i olarak ifade edildiğini fark edeceksiniz.

Sonuçta, 1 farad çok büyük çünkü baz üniteler bugünlerde en azından birkaç milimetreye milyarlarca transistör yerleştirdiğimiz elektronik bileşenlerin boyutuna göre çok büyük.

— thinkski
kaynak

38

Çünkü sahip olduğumuz tüm diğer (SI) birimlerle uyuyor. 1 farad volt başına 1 coulomb'tur. Sadece 1 coulomb'un ... çok fazla masraflı olması olur.

— Ignacio Vazquez-Abrams
kaynak

3

Başka bir yolla koyalım; formülüne izin verir

f = \frac{1}{2 π R C}

$f = \frac{1}{2\pi RC}$

4

Öyleyse diğer SI birimlerinin (yani sarmalın) neden bu kadar büyük olduğunu duymak güzel olurdu. Amper, şarj veya voltajın tanımı mı?

— Macke

2

@ Macke 1 coulomb 1 amper × 1 saniyedir.

— Random832

3

@Macke: İkincisi, insan tarafından algılanabilen bir zaman ölçeği için hoş bir birimdir, ancak tipik bir kapasitörün makul ölçüde ölçülebilir bir miktarda akımın ne olacağını sağlayacak zamana göre çok büyüktür.

— supercat

20

Çünkü 1 Amper, normalde kullandığımız akımla karşılaştırıldığında çok büyük bir ünitedir. Çünkü 1 saniye normalde kullandığımız ses ve rf frekanslarına kıyasla çok büyük bir ünitedir.

Normalde 1A'dan daha küçük akımlar, 1 saniyeden daha kısa süreler için kullanırsanız ve harcayacak çok paranız veya harcayacak çok yeriniz yoksa, 1F'den daha küçük kapasitörleri kullanabilirsiniz.

Öte yandan, elektrik enerjisi yapmak istiyorsanız, radyo elektroniği yerine, 1F çok büyük değildir. İşte 400F kapasitörle ilgili son basın bülteni. http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/5290/Is-it-a-battery-No-its-a-Supercap.aspx - ve bu özelliğin daha büyük olmadığını not edin bir deste kart.

— david
kaynak

2

Bir kart destesi büyüklüğüne sahip 400F, hiçbir şekilde küçük bir pakette büyük bir kapasitans değildir. KiloFarad aralığında ve üzerinde, çok daha küçük olan kapasitörler var. Bununla birlikte, çok küçük voltajlarda çalışırlar.

— vsz

@vsc Depolanan enerji gerilim karesiyle orantılıdır, bu nedenle sürpriz olmaz.

— starblue

1kWh, 300 kW, 477kg, 1900x950x455: bombardier.com/en/transportation/sustainability/technology/...

— starblue

3

Elektrik için SI birimleri, diğer her şey için SI birimleri ile uyumludur. Bir joule tanımına bakarsanız ilişki netleşir:

J = N \cdot m = W \cdot s

$J = N\cdot m = W\cdot s$

Hem mekanik olarak hem mekanik (Newton, metre) hem de elektrik (watt) olarak değerlendireceğiniz birimler olduğuna dikkat edin. Daha temel birimlere ayırabiliriz:

J = \frac{k g \cdot m^{2}}{s^{2}}

$J = \frac{kg\cdot m^2}{s^2}$

Veya watt'ı daha basit fakat hala elektrik ünitelerine genişletebiliriz:

J = V \cdot A \cdot s

$J = V \cdot A \cdot s$

Ve şimdi, faradın tanımlanabileceği volt ve amperlere sahipsiniz:

F = \frac{A \cdot s}{V}

$F = \frac{A\cdot s}{V}$

Bunu dikkatlice analiz ederseniz, bir joule'nin watt saniye olduğunu ve watt değerinin bir miktar akım ve voltaj olduğunu fark edeceksiniz, ancak bu oran tanımsız. Bu nedenle amper, olarak tanımlanmış bir SI ana ünitedir .

Amper, sonsuz uzunluktaki iki düz paralel iletkende, ihmal edilebilir dairesel enine kesitli ve vakumda 1 metre mesafeye yerleştirilmiş olması durumunda, bu iletkenler arasında 2 x 10−7 newton'a eşit bir kuvvet üretecek olan sabit akımdır. uzunluk ölçer.

Öyleyse, bu kadar büyük olan bir şey için bir şeyi suçlamak istiyorsan, amperi suçla. Veya tanımı, ikinci, metre veya kilogram (dolaylı olarak, newton) tarafından referans verilen diğer SI temel birimlerini suçlayın.

— Phil Frost
kaynak

1

Faraday ile ilgisi yok. Bu bir tanımdır.

Gönderen Vikipedi :

$F = \dfrac{A\times s}{V}$

Cebirsel olarak manipüle:

$A=\dfrac{F\times V}{s}$

$i_c(t)=C\dfrac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t}$

Cebirsel olarak ifade edilir:

$I=C\dfrac{\Delta V}{\Delta t}$

— Matt Young
kaynak