Farad

Különféle kondenzátorok

Összehasonlításul: 1 farados kondenzátor kisfeszültségre

A farad (F) (magyar kiejtése: farád) az SI-mértékegységrendszerben az elektromos kapacitás mértékegysége. Az elnevezés Michael Faraday angol fizikus nevéből ered.

Meghatározása

A vezető, illetve a kondenzátor kapacitásának definíciója alapján:

$C=\frac{Q}{U}$

(A képletben C a kapacitás, Q a vezetőn, illetve a pozitív fegyverzeten lévő töltésmennyiség és U a vezető potenciálja, illetve a kondenzátorok fegyverzete közti feszültség.) Ennek megfelelően a kapacitás SI-mértékegységének, azaz a farádnak az értelmezése:

$[C]=\frac{[Q]}{[U]}=\frac{\text{C}}{\text{V}}=\text{F}$

A farad kifejezhető az SI-alapegységeivel: F = m⁻²·kg⁻¹·s⁴·A². További egyenlőségek:

$\text{F}=\frac{\text{C}}{\text{V}}=\frac{A\cdot s}{V}=\frac{\text{W}\cdot \text{s}}{{\text{V}}^2}=\frac{\text{J}}{{\text{V}}^2}=\frac{{\text{C}}^2}{\text{J}}=\frac{{\text{C}}^2}{\text{N}\cdot \text{m}}=\frac{{\text{s}}^2\cdot {\text{C}}^2}{{\text{m}}^2\cdot \text{kg}}=\frac{{\text{s}}^4\cdot {\text{A}}^2}{{\text{m}}^2\cdot \text{kg}}=\frac{\text{s}}{\mathrm{\Omega }}$

(A fenti képletekben: A = amper, V = volt, C = coulomb, J = joule, m = méter, N = newton, s = másodperc, W = watt, kg = kilogramm, Ω = ohm)

1 farad igen nagy kapacitás, a gyakorlatban alig fordul elő. (Például a 6370 km sugarú Földnek, mint vezető gömbnek a kapacitása csupán 0,000708 F.) A farad leggyakrabban használt törtrészei: a mikrofarad (μF), nanofarad (nF) és a pikofarad (pF). Átváltások:

Jele	Elnevezése	Értéke tizedestörttel	Értéke normálalakú számmal
mF	millifarad	0,001 F	10−3 F
μF	mikrofarad	0,000 001 F	10−6 F
nF	nanofarad	0,000 000 001 F	10−9 F
pF	pikofarad	0,000 000 000 001 F	10−12 F
fF	femtofarad	0,000 000 000 000 001 F	10−15 F

Történet

A farad elnevezést Josiah Latimer Clark angol villamosmérnök találta ki 1861-ben, és Faraday iránti tiszteletből nevezte el a kapacitás egységét farad-nak.

Gyakorlati vonatkozások

A kereskedelmi forgalomban kapható kondenzátorok kapacitása 100 fF – 5 kF (azaz 0,0000000000001 F – 5000 F) tartományban van. A gyakorlatban használt kondenzátorok kapacitása jellemzően néhány pikofaradtól a néhány ezer mikrofaradig terjed. Az 1 pikofaradnál kisebb kapacitású kondenzátort többnyire a tervező maga állítja elő a nyomtatott áramkörön vezető csíkokból és a köztük elhelyezkedő szigetelő csíkból. Az integrált áramkörökben előforduló kapacitásértékek nagyon kicsik, jellemzően femtofarad nagyságrendűek. A Föld kapacitását (az ionoszféra és a föld között) Sablon:Forr2.

Ha a kapacitásérték jelölésére nem áll rendelkezésre a görög μ , akkor az uF jelölés is szokásos. A millifarad kevésbé használatos a gyakorlatban. Európában a nF (1Sablon:E F) széles körben használatos, míg Észak-Amerikában gyakorta 1 NF-nak jelölik. Az 1Sablon:E F jelölése általában: 0.1 μF.

A kapacitás reciproka angolul ’elastance’ (magyarul nem használatos) és a mértékegysége daraf (nem SI-mértékegység).

Abfarad, statfarad

Az abfarad egy elavult elektromágneses egység (CGS), amely egyenlő 10⁹ F vagy GF. Ez egy igen nagy érték, amelyet Sablon:Forr2.

A statfarad (CGS-ben) elnevezés is elavult, és egyenlő volt 1 mikrofaraddal.

További információk

• books.google.com
• 1991. évi XLV. törvény a mérésügyről (a végrehajtásáról szóló 127/1991. (X. 9.) Korm. rendelettel egységes szerkezetben)

Irodalom

• Sablon:CitLib