Русская Википедия:Фарад
Шаблон:Единица измерения Шаблон:Другие значения 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:
Через основные единицы СИ фарад выражается следующим образом:
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 2 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
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
Фарад может быть выражен через основные единицы системы СИ как сШаблон:Sup⋅АШаблон:Sup⋅мШаблон:Sup⋅кгШаблон:Sup. Таким образом, его значение равно:
- <math>\text{F} =
\frac{\text{C}}{\text{V}} = \frac{\text{A} \cdot \text{s}}{\text{V}} = \frac{\text{J}}{\text{V}^2} = \frac{\text{N} \cdot \text{m}}{\text{V}^2} = \frac{\text{W} \cdot \text{s}}{\text{V}^2} = \frac{\text{C}^2}{\text{J}} = \frac{\text{C}^2}{\text{N} \cdot \text{m}} = \frac{\text{C}^2 \cdot \text{s}^2}{\text{kg} \cdot \text{m}^2} = \frac{\text{A}^2 \cdot \text{s}^4}{\text{kg} \cdot \text{m}^2} = \frac{\text{s}}{\Omega} = \frac{1}{\text{Hz} \cdot \Omega} = \frac{\text{s}^2}{\text{H}},</math>
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
Образуются с помощью стандартных приставок СИ. Шаблон:Кратные и дольные единицы
- Дольную единицу пикофарад до 1967 года называли микромикрофарада (русское обозначение: мкмкфд; 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)Шаблон:Нет АИ.
- 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
- Сантиметр (другое название «статфарад», статФд) — единица электрической ёмкости в СГСЭ и в гауссовой системе, ёмкость шара радиусом 1 см в вакууме:
- 1 статФ ≈ 1,1126... пФд;
- 1 Фд = 8,9875517873681764×1011 статФд (точно). Коэффициент равен [[скорость света|Шаблон:Math]]2×10−5 Фд/см = 100/(4πε0).
- Абфарад — единица электрической ёмкости в СГСМ; очень большая единица: 1 абФд = 109 Фд = 1 ГФд.
См. также
- Фарадей — единица измерения электрического заряда (1 моль элементарных зарядов).
- Ионистор
Примечания
Литература
Шаблон:Библиоинформация Шаблон:^v Шаблон:Единицы СИ
