Cálculos matemáticos

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LA ENERGÍA QUE PUEDE ALMACENAR UN CONDENSADOR, EXPRESADA EN JULIOS,  ES IGUAL A UN MEDIO POR LA K DEL DIELÉCTRICO, MULTIPLICADA POR LA SUPERFICIE, DIVIDIDA POR EL ESPESOR DEL DIELÉCTRICO Y MULTIPLICADA POR EL CUADRADO DEL VOLTAJE. 

ADEMÁS, EN UN MATERIAL POROSO O CELULAR, EL ÁREA SUPERFICIAL ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA DENSIDAD CELULAR Y AL CUADRADO DEL RADIO DE LAS  CELDAS. EXISTE UN MÁXIMO CONDICIONADO DEL ÁREA SUPERFICIAL QUE HAY QUE INTENTAR ALCANZAR EN LA REALIZACIÓN PRÁCTICA.

TAMBIÉN HAY QUE OPTIMIZAR EL COMPROMISO ENTRE  EL ESPESOR DEL DIELÉCTRICO Y EL VOLTAJE DE CARGA.

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contenedor eléctrico

  alucel

Por analogía se aplican las formulas para obtener la capacidad de un condensador eléctrico

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Para calcular

Pinchar

en

capacitor calculator.

(Después de la flecha)

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Pinchar

en 

Calculador automático

introducir, en la parte de abajo, en los espacios en blanco, en A el área del capacitor en metros cuadrados, en d el espesor del dieléctrico en metros, en k el coeficiente dieléctrico, pinchar en Capacidad y obtendremos en los espacios inferiores los resultados.

La capacidad de un capacitor viene medida en Culombios por segundo / 1.000 o Micro Faradios, según el “Capacitor Calculator” por la fórmula: (pinchar en capacitor calculator)

C= K Superficie / espesor del dieléctrico

Superficie en metros cuadrados

Espesor en metros 

Capacidad en microfaradios

C= K  S / E

Para el 3D Capacitor ALUCEl

la capacidad de un metro cuadrado con un K de 3 y 25 nanos de espesor de

dieléctrico, sería según el calculador de capacidad de capacitores, tal como

figura arriba, de

= 1.062 microfaradios =

= 1,062 Faradios / metrocuadrado.

Para mover un submarino se necesitarán 5.000 metros cuadrados. de superficie conductora  (*) con un dieléctrico de espesor 25  nanos y un K de 3.

(*) Estas enormes áreas superficiales pueden alcanzarse fácilmente con los materiales microcelulares de poro abierto.

 CÁLCULO  DEL NÚMERO DE CELDAS DE UN MILÍMETRO DE DIÁMETRO POR 

CENTÍMETRO CÚBICO PARA PODER MOVER UN SUBMARINO.

ÁREA SUPERFICIAL NECESARIA 5.000 METROS CUADRADOS.

ÁREA EN METROS CUADRADOS DE UNA CELDA

DE UN MILÍMETRO DE DIÁMETRO 

A = 4 X 3.14 X  0.005 X  0.005 =  0.000314 METROS CUADRADOS 

NÚMERO DE CELDAS NECESARIO  5.000 /  0.000314 

=  16 ELEVADO A LAS MENOS  SEIS

QUE EN CENTÍMETROS CÚBICOS  ES 

16 CELDAS 

5 FARADIOS  POR LITRO

POROSIDAD 90%

DENSIDAD 30 KG / M3

16 FARADIOS POR KILO

EN UN PROCESO  DE OPTIMIZACIÓN ESTOS VALORES PUEDEN SUPERARSE

EN VARIOS  ÓRDENES DE MAGNITUD.

CREEMOS QUE UN OBJETIVO FÁCILMENTE ALCANZABLE PODRÍA SER 

20.000 FARADIOS / LITRO O 100.000 FARADIOS  / KILO,

AL VOLTAJE DESEADO.

ESTÁN REPORTADOS MATERIALES CELULARES CON UNA DENSIDAD DE

CELDAS POR CENTÍMETRO CÚBICO MAYOR DE 10 ELEVADO A LA 18

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