Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom is het niet mogelijk om een ​​bolvormige geleider van capaciteit 1 Farad te maken?

Het is niet onmogelijk om een ​​sferische dirigent te maken met een capaciteit van 1 Farad, het is gewoon extreem onpraktisch Vanwege de vereiste maat.

Dit is waarom:

* Capaciteit van een bol: De capaciteit van een geïsoleerde bol is recht evenredig met zijn straal. De formule is:

* C =4πε₀r

* Waar C de capaciteit is, is ε₀ de permittiviteit van vrije ruimte en R de straal van de bol.

* 1 Farad is groot: Een capaciteit van 1 Farad is een zeer grote waarde. Om dit te bereiken, zou je een bol nodig hebben met een straal van ongeveer 9 miljoen kilometer ! Dit is ongeveer 70 keer de straal van de aarde.

Bruikproblemen:

* Grootte: Het bouwen van een sfeer van die grootte is gewoon niet haalbaar met de huidige technologie.

* kosten: De materialen en de constructie van zo'n enorme sfeer zouden astronomisch zijn.

* omgeving: Een sfeer die groot zou zijn, zou aanzienlijke milieueffecten hebben.

Alternatieven:

Hoewel een 1 Farad -sferische condensator onpraktisch is, zijn er manieren om waarden met hoge capaciteit in kleinere pakketten te bereiken:

* Condensatorbanken: Het parallel combineren van meerdere kleinere condensatoren kan zeer hoge capaciteitswaarden bereiken.

* Supercondensatoren: Deze apparaten slaan energie elektrostatisch op, zoals condensatoren, maar kunnen aanzienlijk meer lading bevatten dan traditionele condensatoren.

* Elektrochemische condensatoren: Deze gebruiken elektrochemische reacties om lading op te slaan en kunnen waarden met hoge capaciteit in compacte grootte bereiken.

Conclusie: Het is technisch mogelijk om een ​​bolvormige geleider te maken met een capaciteit van 1 Farad, maar het is volledig onpraktisch vanwege de enorme omvang, kosten en milieuproblemen.