Лошадь
| лошадь | |
|---|---|
 емкостью 1 Фарад Суперконденсатор . Масштаб сзади указан в дюймах (вверху) и сантиметрах (внизу). | |
| Общая информация | |
| Система единиц | И |
| Единица | емкость |
| Символ | Ф |
| Назван в честь | Майкл Фарадей |
| Конверсии | |
| 1 Ф в... | ... равно... |
| Базовые единицы СИ | кг −1 ⋅ m −2 ⋅ s 4 ⋅ A 2 |
Фарад ) — (обозначение: F это единица электрической емкости , способности тела сохранять электрический заряд в Международной системе единиц (СИ) , эквивалентная 1 кулону на вольт (К/В). [1] Назван в честь английского физика Майкла Фарадея (1791–1867). В базовых единицах СИ 1 F = 1 кг. −1 ⋅ m −2 ⋅ s 4 ⋅ A 2 .
Определение
[ редактировать ]Емкость кулон конденсатора равна одному фараду, когда один заряда меняет потенциал между обкладками на один вольт . [1] [2] Точно так же один фарад можно описать как емкость, которая сохраняет заряд в один кулон при разности потенциалов в один вольт. [3]
Зависимость между емкостью, зарядом и разностью потенциалов линейна. Например, если разность потенциалов на конденсаторе уменьшить вдвое, количество заряда, хранимого в этом конденсаторе, также уменьшится вдвое.
Для большинства приложений фарад является непрактично большой единицей емкости. Большинство электрических и электронных приложений имеют следующие префиксы SI :
- 1 мФ (миллифарад, тысячная (10 −3 ) фарада) = 0,001 Ф = 1 000 мкФ = 1 000 000 000 пФ
- 1 мкФ (микрофарад, одна миллионная (10 −6 ) фарада) = 0,000 001 Ф = 1 000 нФ = 1 000 000 пФ
- 1 нФ (нанофарад, одна миллиардная (10 −9 ) фарада) = 0,000 000 001 Ф = 0,001 мкФ = 1 000 пФ
- 1 пФ (пикофарад, одна триллионная (10 −12 ) фарада) = 0,000 000 000 001 Ф = 0,001 нФ
Равенства
[ редактировать ]Фарад — это производная единица, основанная на четырех из семи основных единиц Международной системы единиц : килограмм (кг), метр (м), секунда (с) и ампер (А).
Выраженный в комбинациях единиц СИ, фарад равен:
где F = фарад , s = секунда , C = кулон , V = вольт , W = ватт , J = джоуль , N = ньютон , Ω = ом , Гц = герц , S = сименс , H = генри , A = ампер . [4]
История
[ редактировать ]Термин «фарад» был первоначально придуман Латимером Кларком и Чарльзом Брайтом в 1861 году. [5] в честь Майкла Фарадея , для единицы количества заряда, а к 1873 году фарад стал единицей емкости. [6] В 1881 году на Международном конгрессе электриков в Париже для единицы электрической емкости официально использовалось название фарад. [7] [8]
Объяснение
[ редактировать ]
Конденсатор обычно состоит из двух проводящих поверхностей, часто называемых пластинами, разделенных изолирующим слоем , обычно называемым диэлектриком . Оригинальным конденсатором была лейденская банка, разработанная в 18 веке. Именно накопление электрического заряда на пластинах приводит к образованию емкости . Современные конденсаторы изготавливаются с использованием ряда производственных технологий и материалов, что обеспечивает чрезвычайно широкий диапазон значений емкости, используемых в электронных приложениях, от фемтофарад до фарад, с максимальным номинальным напряжением от нескольких вольт до нескольких киловольт.
Номиналы конденсаторов обычно указываются в префиксах СИ в фарадах (Ф), микрофарадах ( мкФ ), нанофарадах ( нФ ) и пикофарадах ( пФ ). [9] Миллифарад мФ ( ) на практике используется редко; например, емкость 4,7 мФ (0,0047 Ф) вместо этого записывается 4700 как мкФ . Нанофарад нФ ( ) редко встречается в Северной Америке. [10] Размер имеющихся в продаже конденсаторов варьируется от 0,1 пФ до 5 000 Ф (5 кФ) суперконденсаторов . Паразитная емкость в высокопроизводительных интегральных схемах может измеряться в фемтофарадах (1 фФ = 0,001 пФ = 10 −15 F), тогда как высокопроизводительное испытательное оборудование способно обнаружить изменения емкости порядка десятков аттофарад (1 аФ = 10 −18 Ф). [11]
Значение 0,1 пФ — это примерно наименьшее значение, доступное для конденсаторов общего назначения в электронном проектировании, поскольку в конденсаторах меньшего размера будут преобладать паразитные емкости других компонентов, проводки или печатных плат . Значения емкости 1 пФ или ниже можно получить, скрутив вместе два коротких отрезка изолированного провода. [12] [13]
Земли Емкость ионосферы относительно земли рассчитана примерно в 1 Ф. [14]
Неформальная и устаревшая терминология
[ редактировать ]Пикофарад (пФ) иногда в просторечии произносится как «затяжка» или «пик», например, «конденсатор на десять затяжек». [15] Точно так же слово «микрофон» (произносится как «майк») иногда неофициально используется для обозначения микрофарад.
Часто использовались и используются нестандартные сокращения. Фарад обозначался сокращениями «f», «fd» и «Fd». Для приставки «микро-», когда греческая строчная буква «μ» или устаревший микрознак «μ» недоступны (как на пишущих машинках) или ее неудобно вводить, ее часто заменяют похожей по внешнему виду буквой «u» или «U», с небольшим риском путаницы. Его также заменили на похожее по звучанию «М» или «м», что может сбить с толку, поскольку М официально означает 1 000 000, а м предпочтительно означает 1/1000. В текстах до 1960 года и на упаковках конденсаторов до недавнего времени «микрофарад(ы)» обозначался сокращенно «мф» или «МФД», а не современным «мкФ». 1940 года В каталоге Radio Shack номинал каждого конденсатора указан в «Mfd.», от 0,000005 Mfd. (5 пФ) до 50 Мфд. (50 мкФ). [16]
«Микромикрофарад» или «микромикрофарад» — устаревшая единица измерения, встречающаяся в некоторых старых текстах и этикетках, содержит нестандартную метрическую двойную приставку . Это в точности эквивалентно пикофараду (пФ). Это сокращенно мкФ, мкФ или (что сбивает с толку) «ммф», «ММФ» или «ММФД».
Сводка устаревших или устаревших единиц измерения емкости или сокращений: (варианты верхнего и нижнего регистра не показаны)
- мкФ (микрофарад) = мф, мфд, мкф
- пФ (пикофарад) = ммс, ммфд, п.м.м., мкФ
U+3332㌲SQUARE HUARADDO — это квадратная версия ファラッド ( faraddo , японское слово «фарад»), предназначенная для японского вертикального текста . Он включен в Unicode для совместимости с более ранними наборами символов .
Связанные понятия
[ редактировать ]Обратная величина емкости называется электрической эластичностью , единицей (нестандартной, не-СИ) является дараф . [17]
единицы СГС
[ редактировать ]Абфарад единица (сокращенно abF) — устаревшая емкости СГС , соответствующая 10 9 фарады (1 гигафарад, ГФ). [18]
Статфарад (сокращенно statF) — редко используемая единица СГС, эквивалентная емкости конденсатора с зарядом 1 статкулон при разности потенциалов 1 статвольт . Это 1/(10 −5 с 2 ) фарад, примерно 1,1126 пикофарад. Чаще используют сантиметр (см), который равен статфараду.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Международная система единиц (СИ) (8-е изд.). Международное бюро мер и весов (Международный комитет мер и весов). 2006. с. 144.
- ^ «Фарад | Определение, символ и факты | Британника» . www.britanica.com . Проверено 25 июля 2022 г.
- ^ Питер М.Б. Уокер, изд. (1995). Словарь науки и технологий . Ларусс. ISBN 0752300105 .
- ^ Международная система единиц (СИ) (9-е изд.). Международное бюро мер и весов. 2019. с. 138.
- ^
В качестве названий единиц различных электрических величин Брайт и Кларк предложили «ома» для напряжения, «фарад» для заряда, «гальват» для тока и «вольт» для сопротивления. Видеть:
- Латимер Кларк и сэр Чарльз Брайт (1861 г.) «О формировании стандартов электрической величины и сопротивления», Отчет тридцать первого собрания Британской ассоциации содействия развитию науки (Манчестер, Англия: сентябрь 1861 г.), раздел: Математика и физика, стр. 37-38.
- Латимер Кларк и сэр Чарльз Брайт (9 ноября 1861 г.) «Измерение электрических величин и сопротивления», The Electrician , 1 (1): 3–4.
- ^ Сэр В. Томсон и др. (1873 г.) «Первый отчет Комитета по выбору и номенклатуре динамических и электрических устройств», Отчет 43-го собрания Британской ассоциации содействия развитию науки (Брэдфорд, сентябрь 1873 г.), стр. 222-225. Из стр. 223: «Ом», представленный оригинальной стандартной катушкой, составляет примерно 10 9 Единицы сопротивления СГС: «вольт» равен примерно 10. 8 Единицы электродвижущей силы СГС: а «фарад» равен примерно 1/10. 9 единицы мощности СГС».
- ^ (Анон.) (24 сентября 1881 г.) «Электрический конгресс», « Электрик» , 7 : 297. Со стр. 297: «7. Название фарад будет присвоено емкости, определяемой условием, что кулон в фараде дает вольт».
- ^ Танбридж, Пол (1992). Лорд Кельвин: его влияние на электрические измерения и единицы измерения . Лондон: Перегринус. стр. 26, 39–40. ISBN 9780863412370 . Проверено 5 мая 2015 г.
- ^ Брага, Ньютон К. (2002). Робототехника, мехатроника и искусственный интеллект . Ньюнес. п. 21. ISBN 0-7506-7389-3 . Проверено 17 сентября 2008 г.
Обычными единицами измерения являются микрофарад (мкФ), равный 0,000001 Ф; нанофарад (нФ), равный 0,000000001 Ф; и пикофарад (пФ), равный 0,000000000001 Ф.
- ^ Платт, Чарльз (2009). Марка: Электроника: обучение через открытия . О'Рейли Медиа. п. 61. ИСБН 9781449388799 . Проверено 22 июля 2014 г.
Нанофарады также используются, чаще в Европе, чем в США.
- ^ Грегорян, Рубик (1976). Аналоговые МОП-интегральные схемы для обработки сигналов . Джон Уайли и сыновья. п. 78.
- ^ Пиз, Боб (2 сентября 1993 г.). «Что это вообще за штука с фемтоамперами?» . Электронный дизайн . Проверено 9 марта 2013 г.
- ^ Пиз, Боб (1 декабря 2006 г.). «Что это за самое лучшее?» . Электронный дизайн . Проверено 9 марта 2013 г.
- ^ Уильямс, LL (январь 1999 г.). «Электрические свойства атмосферы хорошей погоды и возможность наблюдаемых разрядов на движущихся объектах» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 21 декабря 2016 г. Проверено 13 августа 2012 г.
- ^ «Пух» . Вольфрам Исследования . Проверено 9 июня 2009 г.
- ^ «Каталог Radio Shack 1940 года — страница 54 — Конденсаторы» . radioshackcatalogs.com . Архивировано из оригинала 11 июля 2017 года . Проверено 11 июля 2017 г.
- ^ «Дараф» . Интернет-словарь Вебстера. Архивировано из оригинала 4 октября 2011 г. Проверено 19 июня 2009 г.
- ^ Граф, Рудольф Ф. (1999). Современный словарь электроники . Ньюнес. п. 1. ISBN 9780080511986 . Проверено 15 апреля 2016 г.
