Tại sao đơn vị cho điện dung rất lớn?

Hầu hết các tụ điện đều nằm trong phạm vi củaFFF, nF và pF. Tôi biết có một số người đặc biệt lên cao như vậy, nhưng vào thời điểm xa xôi, và đơn vị được đặt theo tên ông, họ đã không có một điều như vậy. Tại sao đơn vị quá lớn nếu chúng ta hiếm khi sử dụng mũ có giá trị cao như vậy?

Như những người khác đã đề cập, 1 farad là 1 coulomb mỗi 1 volt. Nhưng hang thỏ đi sâu hơn - những câu hỏi sau đó trở thành lý do tại sao là 1 culông nó là gì, và tại sao là 1 volt những gì nó là gì?

Theo lỗ thỏ này xuống đáy cuối cùng sẽ dẫn chúng ta đến 7 đơn vị SI cơ bản, là đơn vị đo lường cho 7 thuộc tính vật lý của thế giới chúng ta: khoảng cách, khối lượng, thời gian, dòng điện, nhiệt độ nhiệt động lực, lượng chất và cường độ sáng. Chúng giống như tiên đề trong toán học. Từ đây, các đơn vị khác được xác định theo các điều này. Vậy volt = (kilô mét mét) / (ampere giây thứ hai giây). Trong khi đó coulomb = ampere * giây. Bạn sẽ nhận thấy rằng 1 của một đơn vị dẫn xuất được thể hiện dưới dạng 1 của một đơn vị cơ sở.

Vì vậy, cuối cùng, 1 farad là rất lớn bởi vì các đơn vị cơ sở quá lớn, ít nhất là tương đối với kích thước của các thành phần điện tử ngày nay, nơi chúng ta lắp hàng tỷ bóng bán dẫn lên vài milimet vuông.

Bởi vì nó phù hợp với tất cả các đơn vị (SI) khác mà chúng ta có. 1 farad là 1 coulomb mỗi volt. Nó chỉ xảy ra rằng 1 coulomb là ... rất nhiều phí.

Bởi vì 1 Ampe là một đơn vị quá lớn so với lượng dòng điện chúng ta thường sử dụng. Bởi vì 1 giây là một đơn vị quá lớn so với tần số âm thanh và rf chúng ta thường sử dụng.

Nếu bạn thường sử dụng dòng điện nhỏ hơn 1A, trong khoảng thời gian ngắn hơn 1 giây và không có nhiều tiền để lãng phí hoặc nhiều không gian để lãng phí, bạn có thể sử dụng tụ điện nhỏ hơn 1F.

Mặt khác, nếu bạn muốn làm năng lượng điện, thay vì điện tử vô tuyến, 1F không lớn lắm. Đây là một thông cáo báo chí gần đây về một tụ điện 400F. http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/5290/Is-it-a-battery-No-its-a-Supercap.aspx - và lưu ý rằng tính năng đặc biệt là nó không lớn hơn một bộ bài.

Các đơn vị SI cho điện phù hợp với các đơn vị SI cho mọi thứ khác. Mối quan hệ trở nên rõ ràng nếu bạn nhìn vào định nghĩa của một joule:

Lưu ý rằng nó có cả đơn vị cơ học mà bạn tự nhiên xem xét cơ học (newton, mét) và đơn vị điện (watts). Chúng ta có thể chia nó thành các đơn vị cơ bản hơn:

Hoặc chúng ta có thể mở rộng watts sang các đơn vị điện cơ bản hơn, nhưng vẫn:

Và bây giờ bạn có volt và ampe, theo đó farad có thể được định nghĩa:

Nếu bạn phân tích kỹ điều này, bạn sẽ nhận thấy rằng một joule là một watt-giây và một watt là một tỷ lệ nào đó của dòng điện và điện áp, nhưng tỷ lệ đó không được xác định. Đây là lý do tại sao ampere là một đơn vị cơ sở SI , được định nghĩa là

Ampe là dòng điện không đổi, nếu được duy trì trong hai dây dẫn song song thẳng có chiều dài vô hạn, tiết diện tròn không đáng kể và đặt cách nhau 1 mét trong chân không, sẽ tạo ra giữa các dây dẫn này một lực bằng 2 × 10−7 newton mỗi mét chiều dài.

Vì vậy, nếu bạn muốn đổ lỗi cho một cái gì đó cho farad quá lớn, hãy đổ lỗi cho ampe. Hoặc, đổ lỗi cho các đơn vị cơ sở SI khác được tham chiếu theo định nghĩa của nó, giây, mét hoặc kilôgam (gián tiếp, bởi newton).

Nó không có gì để làm với Faraday. Đó là một định nghĩa.

Từ Wikipedia :

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

Thao tác đại số:

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

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

Đại số biểu thị:

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