Фарад

мерна јединица

Фарад (симбол: F) је СИ јединица за eлектрични капацитет (названа по Мајклу Фарадеју).[1] Кондензатор има вредност једног фарада када један кулон наелектрисања изазове потенцијалну разлику од једног волта на њему. У осталим СИ јединицама може да се запише као:

Фарад
OneFarad5.5Velectrolyticcapacitor.jpg
Модерни супер-кондензатор од једног фарада. Скала иза је у инчима (горе) и центиметрима (доле).
Информације о јединици
СистемСИ изведена јединица
ЈединицаЕлектрична капацитивност
СимболF 
Именован поМајкл Фарадеј
Derivation1 F = 1 C/V = 1 s/Ω
Јединична претварања
1 F у ...... је једнак са ...
   Основне јединице СИ система   kg−1m−2s4A2

Пошто је фарад веома велика јединица, вредности кондензатора се често пишу у микрофарадима, (μF), нанофарадима (nF) или пикофарадима (pF). Умношци већи од микрофарада се ретко користе у пракси, чак и за веће капацитете, тако да се капацитет од 4,7×10-3 F, на пример, најчешће пише као 4700 μF.

Фарад не би требало да се меша са фарадејем, (старом јединицом за наелектрисање, која је у новије време замењена кулоном) а који се још увек користи у физичкој хемији као једна од кључних електрохемијских величина.

Реципрочна вредност капацитета се зове еластанца, (нестандардна и не-СИ) величина чија је јединица дараф.

ДефиницијаУреди

Један фарад се дефинише као капацитивност преко које, када је наелектрисан са једним кулоном, постоји разлика потенцијала од једног волта.[1] Исто тако, један фарад се може описати као капацитет који складишти наелектрисање од једног кулона преко потенцијалне разлике од једног волта.[2]

Однос између капацитивности, наелектрисања и разлике потенцијала је линеаран. На пример, ако се разлика потенцијала на кондензатору преполови, количина наелектрисања коју тај кондензатор чува такође ће бити преполовљена.

За већину апликација, фарад је непрактично велика јединица капацитивности. Већина електричних и електронских апликација покривена је следећим СИ префиксима:

  • 1 mF (милифарад, хиљадити део (10−3) фарада) = 0,001 F = 1000 μF = 1000000 nF
  • 1 μF (микрофарад, милионити део (10−6) фарада) = 0,000 001 F = 1000 nF = 1000000 pF
  • 1 nF (нанофарад, милијардити део (10−9) фарада) = 0,000 000 001 F = 0,001 μF = 1000 pF
  • 1 pF (пикофарад, билионити део (10−12) фарада) = 0,000 000 000 001 F = 0,001 nF

ЈеднакостиУреди

Фарад је изведена јединица заснована на четири од седам основних јединица Међународног система јединица: килограм (kg), метар (m), секунда (s) и ампер (A).

Изражен у комбинацијама СИ јединица, фарад је:

 

где је F = фарад, C = кулон, V = волт, W = ват, J = џул, N = њутн.

ИсторијаУреди

Термин „фарад“ су првобитно сковали Латимер Кларк и Чарлс Брајт 1861. године,[3] у част Мајкла Фарадeја, за јединицу количине наелектрисања, али је до 1873. фарад постао јединица за капацитет.[4] Године 1881. на Међународном конгресу електричара у Паризу, назив фарад је званично коришћен за јединицу електричног капацитета.[5][6]

ОбјашњењеУреди

 
Примери различитих типова кондензатора

Кондензатор се генерално састоји од две проводне површине, које се често називају плочама, одвојене изолационим слојем који се обично назива диелектрик. Оригинални кондензатор је био Лејденска тегла развијена у 18. веку. То је акумулација електричног набоја на плочама која резултира капацитивношћу. Савремени кондензатори су конструисани коришћењем низа производних техника и материјала да би се обезбедио изузетно широк опсег вредности капацитивности које се користе у електронским апликацијама од фемтофарада до фарада, са максималним напонским оценама у распону од неколико волти до неколико киловолти.

Вредности кондензатора се обично наводе у фарадима (F), микрофарадима (μF), нанофарадима (nF) и пикофарадима (pF).[7] Милифарад се ретко користи у пракси (капацитивност од 4,7 mF (0,0047 F), на пример, уместо тога се записује као 4700 μF), док је нанофарад неуобичајен у Северној Америци.[8] Величина комерцијално доступних кондензатора креће се од око 0,1 pF до 5000F (5 kF) суперкондензатора. Паразитска капацитивност у интегрисаним колима високих перформанси може се мерити у фемтофарадима (1 fF = 0.001 pF = 1015 F), док тестна опрема високих перформанси може да открије промене у капацитивности реда десетина атофарада (1 aF = 10−18 F).[9]

Вредност од 0,1 pF је отприлике најмања доступна у кондензаторима за општу употребу у електронском дизајну, пошто би мањим доминирали паразитски капацитети других компоненти, ожичења или штампаних плоча. Вредности капацитивности од 1 pF или мање могу се постићи увртањем две кратке дужине изоловане жице заједно.[10][11]

Капацитет Земљине јоносфере у односу на тло је израчунат на око 1 F.[12]

Неформална и застарела терминологијаУреди

Пикофарад (pF) се понекад колоквијално изговара као „паф” или „пик”, као у „десет-пико кондензатору”.[13] Слично, „mic” (изговара се „мик”) се понекад неформално користи за означавање микрофарада.

Често су се користиле и користе се нестандардне скраћенице. Фарад је скраћено записује као „f”, „fd” и „Fd”. За префикс „micro-“, када грчко мало слово „μ“ или стари микро знак „μ“ није доступан (као на писаћим машинама) или је незгодан за унос, често се замењује са „u“ или „У” сличног изгледа, уз мали ризик од могуће забуне. Такође је понекад замењује са „M“ или „m“ који слично звуче, што може бити збуњујуће јер M званично представља 1.000.000, а m преферентно означава 1/1000. У текстовима пре 1960. године и на кондензаторским пакетима све до недавно, „микрофарад“ је скраћиван са „mf“ или „MFD“ уместо модерног „μF“. У каталогу Радио Шака из 1940. године наведене су оцене сваког кондензатора у „Mfd.“, од 0,000005 Mfd. (5 pF) до 50 Mfd. (50 μF).[14]

„Микромикрофарад“ или „микро-микрофарад“ је застарела јединица која се налази у неким старијим текстовима и ознакама, садржи нестандардни метрички двоструки префикс. То је тачно еквивалентно пикофараду (pF). Скраћено је μμF, uuF или (збуњујуће) „mmf“, „MMF“ или „MMFD“.

Преглед застарелих јединица капацитивности: (варијације великим/малим словима нису приказане)

  • μF (микрофарад) = mf, mfd
  • pF (пикофарад) = mmf, mmfd, pfd, μμF

Повезани концептиУреди

Реципрочна вредност капацитета назива се електрична еластанца, чија је (нестандардна, не-СИ) јединица дараф.[15]

CGS јединицеУреди

Абфарад (скраћено abF) је застарела CGS јединица капацитивности једнака 109 фарада (1 гигафарад, GF).[16]

Статфарад (скраћено statF) је ретко коришћена CGS јединица еквивалентна капацитивности кондензатора са наелектрисањем од 1 статкулона преко потенцијалне разлике од 1 статволта. То је 1/(10−5c2) фарад, отприлике 1,1126 пикофарада.

РеференцеУреди

  1. ^ а б The International System of Units (SI) (8th изд.). Bureau International des Poids et Mesures (International Committee for Weights and Measures). 2006. стр. 144. 
  2. ^ Peter M B Walker, ур. (1995). Dictionary of Science and Technology. Larousse. ISBN 0752300105. 
  3. ^ As names for units of various electrical quantities, Bright and Clark suggested "ohma" for voltage, "farad" for charge, "galvat" for current, and "volt" for resistance. See:
  4. ^ Sir W. Thomson, etc. (1873) "First report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units," Report of the 43rd Meeting of the British Association for the Advancement of Science (Bradford, September 1873), pp. 222-225. From p. 223: "The "ohm," as represented by the original standard coil, is approximately 109 C.G.S. units of resistance: the "volt" is approximately 108 C.G.S. units of electromotive force: and the "farad" is approximately 1/109 of the C.G.S. unit of capacity."
  5. ^ (Anon.) (September 24, 1881) "The Electrical Congress," The Electrician, 7: 297. From p. 297: "7. The name farad will be given to the capacity defined by the condition that a coulomb in a farad gives a volt."
  6. ^ Tunbridge, Paul (1992). Lord Kelvin: his influence on electrical measurements and units. London: Peregrinus. стр. 26, 39—40. ISBN 9780863412370. Приступљено 5. 5. 2015. 
  7. ^ Braga, Newton C. (2002). Robotics, Mechatronics, and Artificial Intelligence. Newnes. стр. 21. ISBN 0-7506-7389-3. Приступљено 2008-09-17. »Common measurement units are the microfarad (μF), representing 0.000,001 F; the nanofarad (nF), representing 0.000,000,001 F; and the picofarad (pF), representing 0.000,000,000,001 F.« 
  8. ^ Platt, Charles (2009). Make: Electronics: Learning Through Discovery. O'Reilly Media. стр. 61. ISBN 9781449388799. Приступљено 2014-07-22. »Nanofarads are also used, more often in Europe than in the United States.« 
  9. ^ Gregorian, Roubik (1976). Analog MOS Integrated Circuits for Signal Processing. John Wiley & Sons. стр. 78. 
  10. ^ Pease, Bob (2. 9. 1993). „What's All This Femtoampere Stuff, Anyhow?”. Electronic Design. Приступљено 2013-03-09. 
  11. ^ Pease, Bob (1. 12. 2006). „What's All This Best Stuff, Anyhow?”. Electronic Design. Приступљено 2013-03-09. 
  12. ^ Williams, L. L. (јануар 1999). „Electrical Properties of the Fair-Weather Atmosphere and the Possibility of Observable Discharge on Moving Objects” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) на датум 2016-12-21. Приступљено 2012-08-13. 
  13. ^ „Puff”. Wolfram Research. Приступљено 2009-06-09. 
  14. ^ „1940 Radio Shack Catalog - Page 54 - Condensers”. radioshackcatalogs.com. Архивирано из оригинала на датум 11. 7. 2017. Приступљено 11. 7. 2017. 
  15. ^ „Daraf”. Webster's Online Dictionary. Архивирано из оригинала на датум 2011-10-04. Приступљено 2009-06-19. 
  16. ^ Graf, Rudolf F. (1999). Modern Dictionary of Electronics. Newnes. стр. 1. ISBN 9780080511986. Приступљено 2016-04-15. 

ЛитератураУреди

Спољашње везеУреди