¿Por qué el valor del condensador comienza con micro faradios o nano faradios?

Muchas áreas científicas se desarrollaron en los siglos XVIII y XIX, y ese fue el caso de la ciencia eléctrica y electromagnética más fundamental. En ese momento no había miniaturización, es decir, no había objetos “micro” o “nano”, la gente estudiaba cosas “grandes” como la electricidad de los rayos o la transmisión de energía en las líneas eléctricas, en los experimentos utilizaron equipos con el tamaño suficiente. (dimensiones físicas) para ser manipulado por personas, etc.… y eso promovió el manejo de “grandes cantidades” de “cosas eléctricas” en comparación con las aplicaciones típicas actuales en circuitos y sistemas electrónicos.

Entonces, muchas unidades se definieron de acuerdo con las dimensiones “humanas” en ese momento. Y eso también sucedió con las unidades eléctricas. El primer efecto de condensador se observó en 1745 en un frasco de Leyden por von Kleist (condensador), que es un objeto con una gran dimensión en comparación con los condensadores prácticos modernos.

Hoy en día, los transistores en circuitos integrados actualizados tienen dimensiones del orden de 15 o 20 nanómetros (1 nm = 1E-9 m). Los condensadores parásitos en estos transistores son de unos pocos femtofarads (1 fF = 1E-15 F). Y la mayoría de los condensadores individuales en aplicaciones electrónicas son más pequeños que 1 microfaradio (1 uF = 1e-6 F), a menudo en el rango de unos pocos picofaradios (1 pF = 1E-12 F).

Debido a las enormes variaciones de escala que se encuentran en muchas variables físicas (u otras) en la naturaleza, a menudo es necesario usar fracciones o múltiplos de unidades con valores de muchos órdenes de magnitud mayores o menores que las unidades nominales. Solo para ilustrar, considere que -1 Coulomb de carga corresponde a 6.24 cargas de electrones E18, porque la carga cuántica, la carga de electrones, es q = 1.602E-19 C, y que el diámetro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, es estimado en alrededor de 150000 años luz, lo que corresponde a 1,42E21 metros. Ambos valores están muy distantes de las unidades nominales de 1 Coulomb o 1 metro.

Un Farad es una gran unidad. Cuando se definió, sonaba tan agradable y de figura redonda. Es la capacitancia que resultará como resultado de que se almacene 1 coulomb de carga cuando se aplique un EMF de un voltio. Un culombio es de unos 6 mil millones de electrones.

Si hiciéramos un condensador de 1 Farad, digamos con un espacio entre dos placas de 0.1 mm, lleno de polietileno como dieléctrico, necesitaremos placas de aproximadamente 4 km cuadrados de área.

Por supuesto, ahora es posible hacer tales condensadores de tamaño práctico. El grosor dieléctrico se reduce a un nivel casi molecular.

Bueno, ese es el tamaño que puede pagar prácticamente. Un condensador de 1,5 Faradios sería del tamaño de una lata grande.

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El tamaño que puede caber en sus circuitos es típicamente en micro Faradios y eso es suficiente. Consideraciones prácticas: condensadores

Por razones similares al diámetro de los tornillos es milímetro y grosores de hojas de papel en micrómetros, aunque la unidad SI (la unidad básica es el metro)

La mayoría de los condensadores utilizados en los circuitos de procesamiento de señales están en pico-Farad o fracciones de micro-Farad, pocos son pares de micro-Farad o decenas de micro-Farad. Los condensadores utilizados en la fuente de alimentación varían desde decenas de micro-Faradios hasta miles de micro-Faradios.

En primer lugar, la afirmación es incorrecta. La capacitancia disponible como componentes discretos tiene algún tamaño, lo que significa que tendrá una capacitancia mínima alcanzable con cierta tolerancia. Esto podría limitar la capacidad mínima que obtienes en el mercado. Pero podrías hacer una gorra usando trazas de pico faradios. Dentro del chip, las capacidades de enrutamiento desde la primera etapa y el amplificador hasta la siguiente etapa pueden ser tan bajas como 1-5 femto faradios. Nadie en la industria vlsi habla de nano faradios dentro del chip nuevamente debido al área máxima del chip. Para las capacidades de enrutamiento, 10fF es un número muy común que la gente habla. Y las tapas de desacoplamiento de suministro serán 10s de pico faradios.

La mayoría de los dispositivos electrónicos utilizan circuitos muy pequeños, por lo que a su vez utilizan mediciones eléctricas muy pequeñas.

Porque un Farad es una gran cantidad de capacitancia. Un micro faradio es una cantidad manejable de capacitancia.