Varför är det omöjligt att skapa en kondensator på 1 farad?


Bästa svaret

Det är inte im möjligt , men det är im praktisk .

En kondensator på 1 F är kolossalt jämfört med de som är vanliga i radio, TV, PC-moderkort. . . och enormt även i de mest muskulösa HiFi-ljudförstärkarna.

Om du pratade om tekniken som används för att bygga en leydenburk , med tanke på att en typisk leydenburk som använder en flaska på en liter är i storleksordningen nano farads (nF, en miljarddel av en farad), skulle det ta ungefär flera hundra miljoner av sådana leydenburkar att göra 1 F.

Det är fortfarande teoretiskt möjligt att bygga en sådan gigantisk kondensator, om än opraktisk , men avancerad teknik idag gör det möjligt att göra superkondensatorer långt in i kilo farad (kF) region ( !!) men upptar ändå otroligt mycket mindre utrymme:

Svar

Jag antar att du tittar på att använda super / ultrakondensatorer för att tända en LED, för att göra någon form av supersnabb laddningsljus flashlght, något som varje elektrotekniker tänker på vid en eller annan tidpunkt när han först stöter på superkondensatorer.

Så, vi antar dessa antaganden: – 3.8V 40F ultrakondensator, som en Taiyo Yuden LIC1235R3R8406 (fantastiska små ultrakapslar , den högre spänningen än en Maxwell boostcap betyder högre energitäthet). – En boost-omvandlare för att låta lysdioden köra av en låg spänning, som kan hantera matning så lågt som 0,7V (omvandlare konstruerade för drift på enstaka AA-celler kan gå ner så lågt, som Maxim MAX757) till 87\% effektivitetsgenomsnitt , och kör lysdioden i konstant strömkonfiguration (kanske självreglerande, inget motstånd). – Antag en ganska ljus vit LED som körs vid 20 mA vid 3,3 V, vilket är den typ som används i billiga LED-lampor med nyckelring.

Energin som lagras i en kondensator är 1/2 CV ^ 2. Så den totala energin som vi kommer att skörda från en 40F-topp som faller från 3,8V till 0,7V är 1/2 * 40 * (3,8 ^ 2 – 0,85 ^ 2) = 279 Joule.

Effektbehov är 20mA vid 3,3 V = 66 mW, vid 87\% effektivitet, vilket innebär att vi behöver 75,86 mW för att levereras.

279 Joule vid 75,86mW är 3677 sekunder = ungefär en timme. En timme på en liten cylindrisk superlock som du kan ladda på några sekunder går ganska bra.

Vad händer om du bara ville ha en indikatorlampa som du kan se i mörkret, som en röd lysdiod som körs med 2V vid 5mA? Strömförbrukningen är bara 10mW, skulle du kunna köra din kondensator i 6 eller 7 timmar. känsla av besvikelse, med tanke på att ett batteri med en motsvarande dimension som supercap kan köra lysdioden betydligt längre, vilket förstärker den övergripande lektionen att super / ultracapactiors är fantastiska för power-duty, där hög effekt krävs, men fortfarande ganska dålig på är en energilagring, vilken belysningslampor är en typisk applikation för.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *