Фарад

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Единица измерения Ошибка скрипта: Модуля «hatnote» не существует.{{#if: | }} 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<ref name="ФЭ">Шаблон:Книга:Физическая энциклопедия</ref>. 1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение Шаблон:Nobr:

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<ref>Resolution 12 of the 11th meeting of the CGPM (1960) Шаблон:WaybackШаблон:Ref на сайте Международного бюро мер и весов</ref>.

Фарад — очень большая ёмкость для уединённого проводника: металлический шар, радиус которого равен 13 радиусам Солнца, обладал бы ёмкостью 2 Ф; 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 Шаблон:Nobr 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). Тем не менее аккумуляторы также имеют электрическую ёмкость, которая сравнительно высока: около 3кФ у обычной пальчиковой батарейки

Эквивалентное представление

Фарад может быть выражен через основные единицы системы СИ как сШаблон:SupАШаблон:SupмШаблон:SupкгШаблон: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 Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr, Шаблон:Nobr.

Кратные и дольные единицы

Образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−1 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

102 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−2 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

103 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−3 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

106 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−6 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

109 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−9 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

1012 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−12 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

1015 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−15 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

1018 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−18 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

1021 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−21 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

1024 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−24 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

1027 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−27 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

1030 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица

10−30 Ф

Шаблон:Кратные и дольные единицы/Единица {{ #ifexpr: 0 > 3 or 0 < 30 or 3 > 3 or 12 < 30 | Шаблон:Кратные и дольные единицы/Легенда | Шаблон:Кратные и дольные единицы/Легенда }}

  • Дольную единицу пикофарад до 1967 года называли микромикрофарада (русское обозначение: мкмкФ; международное: µµF)<ref>Шаблон:Книга</ref>.
  • 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

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Шаблон:Библиоинформация Шаблон:^v Шаблон:Навигационная таблица