Как найти фарад в физике

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 12 октября 2021 года; проверки требуют 18 правок.

Фарад
Ф, F
Величина	электрическая ёмкость
Система	СИ
Тип	производная

У этого термина существуют и другие значения, см. Фарада.

Фара́д (русское обозначение: Ф; международное обозначение: F; прежнее название — фара́да) — единица электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ), названная в честь английского физика Майкла Фарадея^[1]. 1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:

1 Ф = 1 Кл / 1 В.

Через основные единицы СИ фарад выражается следующим образом:

Ф = А²·с⁴·кг⁻¹·м⁻².

В соответствии с правилами СИ о написании единиц измерения, названных в честь учёных, наименование единицы «фарад» пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной (Ф). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных умножением или делением фарада на другую единицу. Например, обозначение единицы измерения абсолютной диэлектрической проницаемости фарад на метр записывается как Ф/м.

В Международную систему единиц фарад введён решением XI Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 году, одновременно с принятием Международной системы в целом^[2].

Фарад — очень большая ёмкость для уединённого проводника: ёмкостью 1 Ф обладал бы уединённый металлический шар, радиус которого равен 13 радиусам Солнца; ёмкость же шара размером с Землю, используемого как уединённый проводник, составляла бы около 710 мкФ (микрофарад).

Область применения[править | править код]

В фарадах выражают электрическую ёмкость проводников, то есть их способность накапливать электрический заряд. Например, в фарадах (и производных единицах) выражают: ёмкость кабелей, конденсаторов, межэлектродные ёмкости различных приборов. Промышленные конденсаторы имеют номиналы, выражаемые в микро-, нано- и пикофарадах, и выпускаются ёмкостью до 100 Ф; в звуковой аппаратуре используются гибридные конденсаторы ёмкостью до 40 Ф. Ёмкость т. н. ионисторов (суперконденсаторов с двойным электрическим слоем) может достигать многих килофарад.

Не следует путать электрическую ёмкость и электрохимическую ёмкость батареек и аккумуляторов, которая имеет другую природу и выражается в других единицах — ампер-часах (А·ч), соразмерных электрическому заряду (1 А·ч равен 3600 кулонов).

Эквивалентное представление[править | править код]

Фарад может быть выражен через основные единицы системы СИ как с⁴⋅А²⋅м⁻²⋅кг⁻¹. Таким образом, его значение равно:

где F — фарад, C — кулон, V — вольт, A — ампер, s — секунда, J — джоуль, N — ньютон, m — метр, W — ватт, kg — килограмм, Ω — ом, Hz — герц, H — генри.

Кратные и дольные единицы[править | править код]

Образуются с помощью стандартных приставок СИ.

• Дольную единицу пикофарад до 1967 года называли микромикрофарада (русское обозначение: мкмкф; международное: µµF)^[3].
• На схемах электрических цепей и (часто) в маркировке ранних конденсаторов советского производства целое число (например, «47») означало ёмкость в пикофарадах, а десятичная дробь (например, «10,0» или «0,1») — в микрофарадах; никакие буквенные обозначения единиц измерения ёмкости на схемах не применялись. Позже и до сегодняшних дней: любое число без указания единицы измерения — ёмкость в пикофарадах; с буквой н — в нанофарадах; а с буквами мк — в микрофарадах. Использование других единиц ёмкости на схемах не стандартизовано (как и обозначение номинала на конденсаторах). На малогабаритных конденсаторах используют различного рода сокращения: например, после двух значащих цифр ёмкости в пикофарадах указывают число следующих за ними нулей (таким образом, конденсатор с обозначением «270» имеет номинальную ёмкость 27 пикофарад, а «271» — 270 пикофарад)^{[источник не указан 3612 дней]}.
• В текстах на языках, использующих латиницу, очень часто при обозначении микрофарад в тексте заменяют букву µ (мю) на латинскую u («uF» вместо «µF») из-за отсутствия в раскладке клавиатуры греческих букв.

Связь с единицами измерения в других системах[править | править код]

• Сантиметр (другое название «статфарад», статФ) — единица электрической ёмкости в СГСЭ и в гауссовой системе, ёмкость шара радиусом 1 см в вакууме:
  • 1 статФ ≈ 1,1126… пФ;
  • 1 Ф = 8,9875517873681764×10¹¹ статФ (точно). Коэффициент равен с²×10⁻⁵ Ф/см = 100/(4πε₀).
• Абфарад — единица электрической ёмкости в СГСМ; очень большая единица: 1 абФ = 10⁹ Ф = 1 ГФ.

См. также[править | править код]

• Фарадей — единица измерения электрического заряда (1 моль элементарных зарядов).

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

• Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.

Фарад (единица измерения)

Полезное

Фарад.

Фарад – единица измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ). Имеет русское обозначение – Ф и международное обозначение – F.

Фарад, как единица измерения

Применение фарада

Представление фарада в других единицах измерения – формулы

Кратные и дольные единицы фарада

Другие единицы измерения

Фарад, как единица измерения:

Фарад – единица измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ), названная в честь английского физика Майкла Фарадея. Прежнее название – фарада.

Фарад как единица измерения имеет русское обозначение – Ф и международное обозначение – F.

1 фарад равен электрической ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон (Кл) создаёт между обкладками конденсатора напряжение 1 вольт (В).

Ф = Кл/В.

1 Ф = 1 Кл/1 В.

Если конденсатор ёмкостью в 1 фарад заряжать током 1 ампер, то напряжение на обкладках будет возрастать на 1 вольт каждую секунду.

Ф = А · с / В.

1 Ф = 1 А · 1 с / 1 В.

Фарад — очень большая ёмкость. Ёмкостью 1Ф обладал бы уединенный шар, радиус которого был бы равен 13 радиусам Солнца. Для сравнения, ёмкость Земли (шара размером с Землю, как уединенного проводника) составляет всего около 700 микрофарад.

В Международную систему единиц фарад введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, одновременно с принятием системы СИ в целом. В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы «фарад» пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной (Ф). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием фарада.

Фарад включен в первый раздел Общероссийский классификатор единиц измерения (ОКЕИ) – “Международные единицы измерения, включенные в ОКЕИ“.

Применение фарада:

В фарадах измеряют электрическую ёмкость проводников, кабелей, межэлектродные ёмкости различных приборов и конденсаторов, то есть их способность накапливать электрический заряд.

Различается электрическую ёмкость и электрохимическую ёмкость. Электрохимическую ёмкость применяется к обычным батарейкам и аккумуляторам. Она имеет другую природу и измеряется в других единицах: ампер-часах, соразмерных электрическому заряду (1 ампер-час равен 3600 кулонам).

Представление фарада в других единицах измерения – формулы:

Через основные и производные единицы системы СИ фарад выражается следующим образом:

Ф = Кл / В.

Ф = А · с / В.

Ф = Дж / В².

Ф = Вт · с / В². 

Ф = Н · м / В².

Ф = Кл · м / Дж.

Ф = Кл² / Н · м.

Ф = с² · Кл² / кг · м².

Ф = А² · с⁴ / кг · м².

Ф = с / Ом.

Ф = 1 / Ом · Гц.

Ф = с² / Ом · Гн.

где Ф – фарад, А – ампер, В – вольт, Кл – кулон, Дж – джоуль, м – метр, Н – ньютон, с – секунда, Вт – ватт, кг – килограмм, Ом – ом, Гц – герц, Гн – генри.

Кратные и дольные единицы фарада:

Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Фарад

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

перевод 1 2 4 5 10 100 фарад единица измерения в джоули формула
перевести микрофарады пикофарады в фарады
конденсатор емкостью 1 2 4 10 фарада википедия емкость конденсатора фарад это сколько
вольт на фарад
мкф в фарады
нанофарады в фарады
что измеряется в фарадах
фарады в ампер

Коэффициент востребованности
4 854

From Wikipedia, the free encyclopedia

farad
A one farad modern super-capacitor. The scale behind is in inches (top) and centimetres (bottom).
General information
Unit system	SI
Unit of	capacitance
Symbol	F
Named after	Michael Faraday
Conversions
1 F in …	… is equal to …
SI base units	kg−1⋅m−2⋅s4⋅A2

The farad (symbol: F) is the unit of electrical capacitance, the ability of a body to store an electrical charge, in the International System of Units (SI), equivalent to 1 coulomb per volt (C/V).^[1] It is named after the English physicist Michael Faraday (1791–1867). In SI base units 1 F = 1 kg⁻¹⋅m⁻²⋅s⁴⋅A².

Definition[edit]

The capacitance of a capacitor is one farad when one coulomb of charge changes the potential between the plates by one volt.^[1][2] Equally, one farad can be described as the capacitance which stores a one-coulomb charge across a potential difference of one volt.^[3]

The relationship between capacitance, charge, and potential difference is linear. For example, if the potential difference across a capacitor is halved, the quantity of charge stored by that capacitor will also be halved.

For most applications, the farad is an impractically large unit of capacitance. Most electrical and electronic applications are covered by the following SI prefixes:

• 1 mF (millifarad, one thousandth (10⁻³) of a farad) = 0.001 F = 1000 μF = 1000000000 pF
• 1 μF (microfarad, one millionth (10⁻⁶) of a farad) = 0.000 001 F = 1000 nF = 1000000 pF
• 1 nF (nanofarad, one billionth (10⁻⁹) of a farad) = 0.000 000 001 F = 0.001 μF = 1000 pF
• 1 pF (picofarad, one trillionth (10⁻¹²) of a farad) = 0.000 000 000 001 F = 0.001 nF

Equalities[edit]

A farad is a derived unit based on four of the seven base units of the International System of Units: kilogram (kg), metre (m), second (s), and ampere (A).

Expressed in combinations of SI units, the farad is:

where F = farad, C = coulomb, V = volt, W = watt, J = joule, N = newton, S = siemens, H = henry, Ω = ohm.^[4]

History[edit]

The term “farad” was originally coined by Latimer Clark and Charles Bright in 1861,^[5] in honor of Michael Faraday, for a unit of quantity of charge, but by 1873, the farad had become a unit of capacitance.^[6] In 1881 at the International Congress of Electricians in Paris, the name farad was officially used for the unit of electrical capacitance.^[7][8]

Explanation[edit]

A capacitor generally consists of two conducting surfaces, frequently referred to as plates, separated by an insulating layer usually referred to as a dielectric. The original capacitor was the Leyden jar developed in the 18th century. It is the accumulation of electric charge on the plates that results in capacitance. Modern capacitors are constructed using a range of manufacturing techniques and materials to provide the extraordinarily wide range of capacitance values used in electronics applications from femtofarads to farads, with maximum-voltage ratings ranging from a few volts to several kilovolts.

Values of capacitors are usually specified in terms of SI prefix#List of SI prefixes of farads (F), microfarads (μF), nanofarads (nF) and picofarads (pF).^[9] The millifarad (mF) is rarely used in practice; a capacitance of 4.7 mF (0.0047 F), for example, is instead written as 4700 μF. The nanofarad (nF) is uncommon in North America.^[10] The size of commercially available capacitors ranges from around 0.1 pF to 5000F (5 kF) supercapacitors. Parasitic capacitance in high-performance integrated circuits can be measured in femtofarads (1 fF = 0.001 pF = 10⁻¹⁵ F), while high-performance test equipment can detect changes in capacitance on the order of tens of attofarads (1 aF = 10⁻¹⁸ F).^[11]

A value of 0.1 pF is about the smallest available in capacitors for general use in electronic design, since smaller ones would be dominated by the parasitic capacitances of other components, wiring or printed circuit boards. Capacitance values of 1 pF or lower can be achieved by twisting two short lengths of insulated wire together.^[12][13]

The capacitance of the Earth’s ionosphere with respect to the ground is calculated to be about 1 F.^[14]

Informal and deprecated terminology[edit]

The picofarad (pF) is sometimes colloquially pronounced as “puff” or “pic”, as in “a ten-puff capacitor”.^[15] Similarly, “mic” (pronounced “mike”) is sometimes used informally to signify microfarads.

Nonstandard abbreviations were and are often used. Farad has been abbreviated “f”, “fd”, and “Fd”. For the prefix “micro-“, when the Greek small letter “μ” or the legacy micro sign “μ” is not available (as on typewriters) or inconvenient to enter, it is often substituted with the similar-appearing “u” or “U”, with little risk of confusion. It was also substituted with the similar-sounding “M” or “m”, which can be confusing because M officially stands for 1,000,000, and m preferably stands for 1/1000. In texts prior to 1960, and on capacitor packages until more recently, “microfarad(s)” was abbreviated “mf” or “MFD” rather than the modern “μF”. A 1940 Radio Shack catalog listed every capacitor’s rating in “Mfd.”, from 0.000005 Mfd. (5 pF) to 50 Mfd. (50 μF).^[16]

“Micromicrofarad” or “micro-microfarad” is an obsolete unit found in some older texts and labels, contains a nonstandard metric double prefix. It is exactly equivalent to a picofarad (pF). It is abbreviated μμF, uuF, or (confusingly) “mmf”, “MMF”, or “MMFD”.

Summary of obsolete capacitance units: (upper/lower case variations are not shown)

• μF (microfarad) = mf, mfd
• pF (picofarad) = mmf, mmfd, pfd, μμF

[edit]

The reciprocal of capacitance is called electrical elastance, the (non-standard, non-SI) unit of which is the daraf.^[17]

CGS units[edit]

The abfarad (abbreviated abF) is an obsolete CGS unit of capacitance, which corresponds to 10⁹ farads (1 gigafarad, GF).^[18]

The statfarad (abbreviated statF) is a rarely used CGS unit equivalent to the capacitance of a capacitor with a charge of 1 statcoulomb across a potential difference of 1 statvolt. It is 1/(10⁻⁵ c²) farad, approximately 1.1126 picofarads. More commonly, the centimeter (cm) is used, which is equal to the statfarad.

Notes[edit]

External links[edit]

• Farad unit conversion tool

Фарад
Современный суперконденсатор емкостью 1 фарад. Шкала сзади в дюймах (вверху) и сантиметрах (внизу).
Главная Информация
Система единиц	Производная единица СИ
Единица	Емкость
Символ	F
Названный в честь	Майкл Фарадей
В Базовые единицы СИ:	s4⋅А2⋅м−2⋅кг−1

^[1]В фарад (символ: F) это Производная единица СИ электрических емкость, способность тела накапливать электрический заряд. Назван в честь английского физика. Майкл Фарадей.

Определение

Один фарад определяется как емкость через который, когда заряжен с одним кулон, существует разность потенциалов в один вольт.^[1] Точно так же одну фараду можно описать как емкость, которая хранит заряд в один кулон на разности потенциалов в один вольт.^[2]

Связь между емкостью, зарядом и разностью потенциалов линейна. Например, если разность потенциалов на конденсатор уменьшается вдвое, количество заряда, сохраняемого этим конденсатором, также уменьшается вдвое.

Для большинства приложений фарада – это непрактично большая единица измерения емкости. Большинство электрических и электронных приложений охватываются следующими Префиксы SI:

• 1 мФ (миллифарад, одна тысячная (10⁻³) фарада) = 1000 мкФ = 1000000 нФ
• 1 мкФ (микрофарад, одна миллионная (10⁻⁶) фарада) = 0,000 001 F = 1000 nF = 1000000 пФ
• 1 нФ (нанофарад, один миллиардный (10⁻⁹) фарада) = 0,001 мкФ = 1000 пФ
• 1 пФ (пикофарад, одна триллионная (10⁻¹²) фарада)

Равенство

Фарад – это производная единица на базе четырех из семи базовых блоков Международная система единиц: килограмм (кг), метр (м), второй (s), и ампер (А).

Выраженный в комбинациях единиц СИ, фарад равен:

где F = фарад, s = второй, А = ампер, m = метр, кг = килограмм, C = кулон, V = вольт, W = ватт, J = джоуль, N = ньютон, Ω = ом, Гц = герц, H = Генри.

История

Термин «фарад» был первоначально введен Латимер Кларк и Чарльз Брайт в 1861 г.,^[3] в честь Майкл Фарадей, за единицу количества заряда, но к 1873 году фарада стала единицей измерения емкости.^[4] В 1881 году на Международном конгрессе электриков в Париже имя фарад было официально использовано для обозначения электрической емкости.^[5][6]

Объяснение

А конденсатор обычно состоит из двух проводящих поверхностей, часто называемых пластинами, разделенных изолирующим слоем, обычно называемым диэлектрик. Первоначальный конденсатор был лейденская банка разработан в 18 веке. Именно накопление электрического заряда на пластинах приводит к емкость. Современные конденсаторы изготавливаются с использованием ряда технологий производства и материалов, чтобы обеспечить чрезвычайно широкий диапазон значений емкости, используемых в электроника приложения от фемтофарад до фарад, с максимальным номинальным напряжением от нескольких вольт до нескольких киловольт.

Номиналы конденсаторов обычно указано в фарады (F), микрофарады (мкФ), нанофарады (нФ) и пикофарады (пФ).^[7] Миллифарад на практике используется редко (например, емкость 4,7 мФ (0,0047 Ф) вместо этого записывается как 4700 мкФ), в то время как нанофарад редко встречается в Северной Америке.^[8] Размер имеющихся в продаже конденсаторов варьируется от 0,1 пФ до 5000F (5 кФ) суперконденсаторы. Паразитная емкость в высокопроизводительном интегральные схемы могут быть измерены в фемтофарадах (1 фФ = 0,001 пФ = 10⁻¹⁵ F), в то время как высокопроизводительное испытательное оборудование может обнаруживать изменения емкости порядка десятков атофарад (1 aF = 10⁻¹⁸ F).^[9]

Значение 0,1 пФ – это наименьшее значение, доступное для конденсаторов общего назначения в электронной конструкции, поскольку меньшие по размеру будут преобладать. паразитные емкости других компонентов, проводки или печатные платы. Значения емкости 1 пФ или ниже могут быть достигнуты путем скручивания двух коротких отрезков изолированного провода вместе.^[10][11]

Емкость земных ионосфера по отношению к земле составляет около 1 F.^[12]

Неофициальная и устаревшая терминология

Пикофарад (пФ) иногда в просторечии произносится как «затяжка» или «рис», например, «конденсатор на десять затяжек».^[13] Точно так же слово «микрофон» (произносится как «микрофон») иногда неофициально используется для обозначения микрофарадов.

Нестандартные сокращения были и используются часто. Фарад был сокращен до «f», «fd» и «Fd». Для приставки «микро-», когда греческая строчная буква “μ” или устаревший микрознак «μ» недоступен (как на пишущих машинках) или неудобен для ввода, его часто заменяют похожим на «u» или «U» с небольшим риском путаницы. Его также заменили похожим звуком «M» или «m», что может сбивать с толку, потому что M официально означает 1000000 (или 1000), а m предпочтительно означает 1/1000. В текстах до 1960 г. и на корпусах конденсаторов до недавнего времени «микрофарады» обозначались аббревиатурой «mf» или «MFD», а не современным «мкФ». В каталоге Radio Shack 1940 года указаны номинальные характеристики каждого конденсатора в “Mfd.” От 0,000005 Mfd. (5 пФ) до 50 Мфд. (50 мкФ).^[14]

«Микромикрофарад» или «микромикрофарад» – устаревшая единица измерения, встречающаяся в некоторых старых текстах и ​​этикетках, содержит нестандартный метрический двойной префикс. Это в точности эквивалентно пикофараду (пФ). Это сокращенно μμF, uuF или (что сбивает с толку) «mmf», «MMF» или «MMFD».

Обратная величина емкости называется электрическая эластичность, единицей (нестандартной, несистемной) которой является Дараф.^[15]

Единицы CGS

В абфарад (сокращенно abF) является устаревшим Единица измерения емкости СГС равно 10⁹ фарады (1 гигафарад, ГФ).^[16]

В статфарад (сокращенно statF) – редко используемая единица CGS, эквивалентная емкости конденсатора с зарядом 1 статкулон через разность потенциалов 1 статвольт. Это 1 / (10⁻⁵c²) фарад, примерно 1,1126 пикофарад.

Смотрите также

• Конденсатор
• Суперконденсатор

Заметки

внешние ссылки

• Инструмент преобразования единиц Фарада