为什么电容单位这么大？

36

大多数电容器都在µF，nF和pF范围内。我知道有些特别高的东西，但是在法拉第到来的时候，这个单位以他的名字命名，他们没有这样的东西。如果我们很少使用这么高的上限，为什么单位这么大？

capacitor

— 斯凯勒
source

11

对于基本粒子物理学家而言，米和秒是巨大的单位。这完全取决于上下文。对于电子工程师，mA和uA很常见。对于电气工程师来说，kA和MA很常见。

— Alfred Centauri 2013年

2

直到法拉第（Farady）逝世十多年后，我们才知道您所谈论的单位。（来源）以人命名的单位通常是在死后分配的。

— 沃伦·杨

4

他那个时代是巨人。我们只能希望今天拥有uF的价值；-)就像fE（毫微微爱因斯坦）一样。

— user6972 2013年

1

...而且您需要一个用于较大电容器的单元。如果我是对的，他们正在尝试在电动汽车中使用“超级电容器”。

— 匿名企鹅

13

正如其他人提到的那样，1法拉等于1伏特每1伏。但兔子洞进入更深-接下来的问题是，为什么是1个库仑它是什么，为什么是1伏什么它是什么？

沿着这个兔子洞到达底部之后，最终将导致我们到达7个基本SI单位，这是我们世界上7个物理属性的度量单位：距离，质量，时间，电流，热力学温度，一种物质的量和照明强度。它们就像数学中的公理。从这里开始，其他单位也以此定义。因此伏特=（千克米计）/（安培秒秒秒）。同时库仑=安培*秒。您会注意到，派生单位中的1是用基本单位的1表示的。

所以最终，1法拉之所以如此之大，是因为基本单元是如此之大，至少相对于当今电子元器件的尺寸而言，在电子元器件中，我们将数十亿个晶体管装配到几平方毫米。

— Thinkski
source

38

因为它适合我们拥有的所有其他（SI）单位。1法拉等于1伏/库仑。碰巧1库仑是……很多电荷。

— 伊格纳西奥·巴斯克斯（Ignacio Vazquez-Abrams）
source

3

让我们换一种说法。它允许公式

f = \frac{1}{2 π R C}

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

4

很高兴听到其他SI单位（例如coloumb）为什么这么大。它是安培，电荷还是电压的定义？

— Macke 2013年

2

@Macke 1库仑是1安培×1秒。

— Random832 2013年

3

@Macke：对于人类可以理解的时间范围来说，一秒钟是一个很好的单位，但是相对于典型电容器可以提供可以合理测量的电流量的时间而言，它是巨大的。

— 2013年

20

因为1安培是一个比我们通常使用的电流量大的单位。因为1秒是一个比通常使用的音频和RF频率大的单位。

如果通常使用小于1A的电流，小于1sec的周期，并且没有很多钱可浪费或没有很多空间可浪费，则可以使用比1F小得多的电容器。

另一方面，如果您想用电能代替无线电电子设备，那么1F并不是很大。这是最近关于400F电容器的新闻稿。 http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/5290/Is-it-a-battery-No-its-a-Supercap.aspx，请注意，此功能的特殊之处在于它不大于一副纸牌。

— 大卫
source

2

具有一副纸牌大小的400F绝不是小包装中的大电容。千法范围及以上的电容器要小得多。但是，它们以很小的电压工作。

— vsz 2013年

@vsc存储的能量与电压的平方成正比，因此毫不奇怪。

— starblue 2013年

1kWh的，300千瓦，477公斤，1900x950x455：bombardier.com/en/transportation/sustainability/technology/...

— starblue

3

电力的国际单位制与其他所有单位都适合。如果查看焦耳的定义，则关系将变得清楚：

Ĵ = ñ \cdot 米 = w ^\cdot s

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

请注意，它既具有机械单位，也可以自然地考虑机械单位（牛顿，米）和电气单位（瓦特）。我们可以将其细分为更多基本单位：

Ĵ = \frac{ķ G \cdot 米^{2}}{s^{2}}

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

或者我们可以将瓦数扩展到更基本的但仍然是电的单位：

Ĵ = V \cdot 一种 \cdot s

$J = V \cdot A \cdot s$

现在您有了伏特和安培，可以通过它们定义法拉：

F = \frac{一种 \cdot s}{V}

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

如果仔细分析，您会发现焦耳为瓦特秒，瓦特是电流和电压的某种比率，但是该比率是不确定的。这就是为什么安培是SI基本单位，定义为

安培是指如果在两个无限长，横截面可忽略的圆形平行直线导体中保持恒定距离并在真空中相距1米的恒定电流，则在这些导体之间将产生等于2×10-7牛顿每英寸的力。米的长度。

因此，如果您要为法拉太大而归咎于某物，请归因于安培。或者，将其定义所引用的其他SI基本单位归咎于秒，米或千克（间接由牛顿表示）。

— 菲尔·弗罗斯特
source

1

它与法拉第无关。这是一个定义。

来自维基百科：

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

代数操纵：

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

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

代数表达：

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

— 马特·杨
source