Para una misma capacitancia C o una misma inductancia L, se desea reducir el tamaño físico de los condensadores y los inductores (por cualquier método: reduciendo el tamaño del cable, etc.). ¿Qué limita que el tamaño sea pequeño? La limitación de la longitud de Planck es obvia, así que pregunto por otras fuentes de limitación.
Respuestas
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Stefan Arentz
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Física (entre otras cosas).
Si quieres reducir el tamaño físico de un condensador, manteniendo la misma capacitancia, alguna otra propiedad tiene que subir, ya que en toda capacitancia la dimensión real sí importa para el tamaño de la capacitancia. En este caso, habría que aumentar la permitividad relativa del material dieléctrico. Como se trata de una constante del material, no se puede aumentar de forma arbitraria.
Otro efecto digno de mención es que tendrá una reducción tensión de ruptura Por lo tanto, la reducción del tamaño también conducirá a una reducción de la capacidad de manejo de voltaje del condensador, lo que probablemente no sea deseado.
Por el lado de los inductores tienes efectos similares. Si se reduce el cable, aumentará la resistencia óhmica del inductor, lo que generalmente no se desea (inductor menos óptimo). Eso ya se puede ver si se busca un inductor con la misma inductancia pero con diferentes tamaños.
Los cables pequeños también tendrán un problema con la corriente que deben transportar ya que hay un límite en la densidad de corriente un material puede soportar.
Otro factor importante es el saturación magnética del núcleo, lo que también limitará el tamaño del núcleo para una inductancia determinada.
Por supuesto, hay que tener en cuenta aspectos prácticos como la producción y la manipulación, y probablemente se puedan encontrar algunas cosas más que causen problemas. Estos son los primeros que se me ocurrieron. También hay que tener en cuenta que vi esto desde una perspectiva de ingeniería, si eligieras un valor muy minúsculo para C o L, sus tamaños podrían llegar a ser muy muy pequeños supongo. Si usted está buscando límites en esas regiones, supongo que Física SE sería un mejor lugar para preguntar.
James
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Los inductores y los condensadores se definen en un modelo de naturaleza donde la materia es continua. En realidad, la naturaleza parece estar cuantizada. Por supuesto, el tamaño de la cuantización es tan pequeño que esencialmente parece continua a nuestra escala de longitud. Sin embargo, si se construyera un condensador a la escala de, por ejemplo, 1000 átomos o menos, esta cuantización sería mucho más significativa físicamente y toda la teoría de los condensadores e inductores se vendría abajo. Tengo entendido que esto pone un límite inferior al tamaño de un transistor clásico, y que en última instancia provocará el fin de la Ley de Moore (a menos que podamos o hayamos descubierto cómo hacer transistores cuánticos).
Edición: No sé en qué estaba pensando. Tenemos transistores cuánticos. Son simplemente estados cuánticos de un electrón/átomo/fotón, etc. (véase qubit). Sin embargo, este tipo de computación es bastante diferente a la computación clásica.
