Что такое фарад и как он используется в электротехнике. Каково происхождение этой единицы измерения. Как связан фарад с другими электрическими величинами. Какие существуют кратные и дольные единицы фарада. В каких устройствах применяется фарад.
Определение фарада и его место в системе СИ
Фарад (обозначение: Ф, F) — это единица измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ). Она названа в честь английского физика Майкла Фарадея, внесшего огромный вклад в изучение электромагнетизма.
Один фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд в 1 кулон создает между его обкладками напряжение в 1 вольт:
1 Ф = 1 Кл / 1 В
Фарад является производной единицей СИ и выражается через основные единицы следующим образом:
Ф = А² · с⁴ · кг⁻¹ · м⁻² = Дж/В² = Кл²/Дж = А · с / В = с/Ом
Практическое значение и применение фарада
Фарад используется для измерения электрической ёмкости различных устройств и компонентов:
- Конденсаторов
- Кабелей
- Межэлектродных ёмкостей в электронных приборах
Однако 1 фарад — это очень большая величина для большинства практических применений. Ёмкостью в 1 Ф обладал бы уединённый металлический шар радиусом около 9 километров, что равно примерно 13 радиусам Солнца.
Для сравнения, ёмкость Земли (если представить её как уединённый проводник) составляет всего около 710 микрофарад.
Кратные и дольные единицы фарада
Из-за того, что 1 фарад — очень большая величина, на практике чаще используются дольные единицы:
- Миллифарад (мФ) = 10⁻³ Ф
- Микрофарад (мкФ) = 10⁻⁶ Ф
- Нанофарад (нФ) = 10⁻⁹ Ф
- Пикофарад (пФ) = 10⁻¹² Ф
Большинство промышленных конденсаторов имеют ёмкость, измеряемую именно в этих единицах. Например, типичные керамические конденсаторы в электронике имеют ёмкость от нескольких пикофарад до сотен нанофарад.
Конденсаторы и их ёмкость
Конденсатор — это электронный компонент, способный накапливать электрический заряд. Его ёмкость зависит от нескольких факторов:
- Площади пластин
- Расстояния между пластинами
- Диэлектрической проницаемости среды между пластинами
Ёмкость плоского конденсатора можно рассчитать по формуле:
C = εε₀S / d
где ε — относительная диэлектрическая проницаемость среды между пластинами, ε₀ — электрическая постоянная, S — площадь пластин, d — расстояние между ними.
Применение конденсаторов в электронике
Конденсаторы широко используются в различных электронных устройствах и схемах для выполнения следующих функций:
- Накопление электрической энергии
- Фильтрация сигналов
- Блокировка постоянного тока
- Сглаживание пульсаций напряжения
- Создание колебательных контуров
Например, в блоках питания конденсаторы большой ёмкости (десятки и сотни микрофарад) используются для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.
Сверхъёмкие конденсаторы (ионисторы)
В последние годы получили распространение так называемые суперконденсаторы или ионисторы. Их ёмкость может достигать нескольких тысяч фарад. Как это возможно?
Ионисторы используют эффект двойного электрического слоя на границе раздела электрод-электролит. Это позволяет достичь огромной эффективной площади обкладок при малом расстоянии между ними.
Ионисторы занимают промежуточное положение между обычными конденсаторами и аккумуляторами, сочетая высокую ёмкость и способность быстро заряжаться и разряжаться.
Связь фарада с другими электрическими единицами
Фарад связан с другими единицами электрических и магнитных величин. Например:
- 1 Ф = 1 Кл / В (определение)
- 1 Ф = 1 с / Ом (из закона Ома)
- 1 Ф = 1 Кл² / Дж (из определения энергии конденсатора)
Эти соотношения позволяют выражать ёмкость через другие электрические величины и наоборот.
Почему фарад такая большая единица?
Величина фарада определяется выбором основных единиц СИ, в частности, ампера и вольта. 1 ампер — это довольно большой ток, а 1 вольт — относительно небольшое напряжение. Их отношение (1 кулон / 1 вольт) даёт очень большую величину ёмкости.
Если бы за основу были взяты, например, миллиампер и киловольт, то получившаяся единица ёмкости была бы гораздо меньше и удобнее для практического применения.
Фарад в других системах единиц
Помимо системы СИ, существуют и другие системы единиц, в которых используются свои единицы ёмкости:
- В системе СГС единицей ёмкости является сантиметр (также называемый статфарад)
- 1 статфарад ≈ 1,1126 пикофарад
- 1 фарад = 8,9875517873681764×10¹¹ статфарад
В системе СГСМ используется единица абфарад:
1 абфарад = 1 гигафарад = 10⁹ фарад
Эти соотношения важны при работе со старой научной литературой или специализированными областями физики.
Измерение ёмкости на практике
Как измерить ёмкость конденсатора или другого устройства? Существует несколько методов:
- Измерение времени заряда/разряда через известное сопротивление
- Измерение реактивного сопротивления на переменном токе
- Сравнение с эталонным конденсатором в мостовой схеме
- Использование специальных измерительных приборов — ёмкометров
Современные цифровые мультиметры часто имеют функцию измерения ёмкости, что значительно упрощает эту задачу для радиолюбителей и инженеров.
Таким образом, фарад является важнейшей единицей в электротехнике и электронике, позволяющей количественно характеризовать способность устройств накапливать электрический заряд. Несмотря на свою «неудобную» величину, фарад прочно вошел в практику и теорию электричества.
Фарад | это… Что такое Фарад?
Фара́д (обозначение: Ф, F; прежнее название — фара́да) — единица измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ), названа в честь английского физика Майкла Фарадея.
1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:
- 1 Ф = 1 Кл/1 В = I·T/U.
- Ф = А² · с4 · кг−1 · м−2 = Дж/В2 = Кл2/Дж = А · с / В = с/Ом.
Таким образом, конденсатор ёмкостью 1Ф, в идеале, может зарядиться до 1В при зарядке током 1А в течение 1 секунды. На практике же, ёмкость зависит от напряжения на обкладках конденсатора.
Фарад — очень большая ёмкость для уединённого проводника. Ёмкостью 1 Ф обладал бы уединённый металлический шар, радиус которого равен 13 радиусам Солнца. Ёмкость же Земли (точнее, шара размером с Землю, используемого как уединённый проводник) составляет около 710 микрофарад.
Ионистор со взаимной ёмкостью в 1 фарад.
Промышленные конденсаторы имеют номиналы, измеряемые в микро-, нано- и пикофарадах и выпускаются ёмкостью до десятков фарад; в звуковой аппаратуре используются гибридные конденсаторы ёмкостью до 40 фарад[1].
Содержание
|
Область применения
Фарад измеряет электрическую ёмкость, то есть характеризует заряды, создаваемые электрическими полями. Например в фарадах (и производных единицах) измеряют ёмкость кабелей, конденсаторов, межэлектродные ёмкости различных приборов.
Не следует путать электрическую ёмкость и электрохимическую ёмкость батареек и аккумуляторов, которая имеет другую природу и измеряется в других единицах — ампер-часах, соразмерных электрическому заряду (1 ампер-час равен 3600 кулонам).
Кратные и дольные единицы
Образуют с помощью стандартных приставок СИ.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 101 Ф | декафарад | даФ | daF | 10−1 Ф | децифарад | дФ | dF |
| 102 Ф | гектофарад | гФ | hF | 10−2 Ф | сантифарад | сФ | cF |
| 103 Ф | килофарад | кФ | kF | 10−3 Ф | миллифарад | мФ | mF |
| 106 Ф | мегафарад | МФ | MF | 10−6 Ф | микрофарад | мкФ | µF |
| 109 Ф | гигафарад | ГФ | GF | 10−9 Ф | нанофарад | нФ | nF |
| 1012 Ф | терафарад | ТФ | TF | 10−12 Ф | пикофарад | пФ | pF |
| 1015 Ф | петафарад | ПФ | PF | 10−15 Ф | фемтофарад | фФ | fF |
| 1018 Ф | эксафарад | ЭФ | EF | 10−18 Ф | аттофарад | аФ | aF |
| 1021 Ф | зеттафарад | ЗФ | ZF | 10−21 Ф | зептофарад | зФ | zF |
| 1024 Ф | йоттафарад | ИФ | YF | 10−24 Ф | йоктофарад | иФ | yF |
| применять не рекомендуется не применяются или редко применяются на практике | |||||||
- В советской практике использовались только две единицы — микрофарада и пикофарада.
Ёмкость в 1-100 мФ и нФ выражалась в тысячах микрофарад и пикофарад соответственно. Ёмкость в 100-1000 мФ и нФ выражалась в десятых долях фарады и микрофарады соответственно. Никакие другие единицы использовать было не принято.- Также на схемах электрических цепей и часто в маркировке ранних конденсаторов советского производства число без буквы обозначало величину в пикофарадах, а с буквой м либо m — в микрофарадах. Этот нюанс надо учитывать при чтении схем в старых чертежах журналах советского издания, поскольку обычно одиночная буква «м» обозначает «милли-».
- 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 греческих букв.
Ёмкость в 1-100 мФ и нФ выражалась в тысячах микрофарад и пикофарад соответственно. Ёмкость в 100-1000 мФ и нФ выражалась в десятых долях фарады и микрофарады соответственно. Никакие другие единицы использовать было не принято.Связь с единицами измерения в других системах
- Сантиметр (другое название — статфарад, статФ) — единица электрической ёмкости в СГСЭ и гауссовой системе, ёмкость шара радиусом 1 см в вакууме.
- 1 статФ ≈ 1,1126… пФ.
- 1 Ф = 8,9875517873681764×1011 статФ (точно). Коэффициент равен
- Абфарад — единица электрической ёмкости в СГСМ; очень большая единица, 1 абФ = 109 Ф = 1 ГФ.
См. также
- Фарадей — единица измерения электрического заряда (1 моль элементарных зарядов).
Примечания
- ↑ Однако ёмкость т. н. ионисторов (супер-конденсаторов с двойным электрическим слоем) может достигать многих килофарад.
Фарад | это… Что такое Фарад?
Фара́д (обозначение: Ф, F; прежнее название — фара́да) — единица измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ), названа в честь английского физика Майкла Фарадея.
1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:
- 1 Ф = 1 Кл/1 В = I·T/U.
- Ф = А² · с4 · кг−1 · м−2 = Дж/В2 = Кл2/Дж = А · с / В = с/Ом.
Таким образом, конденсатор ёмкостью 1Ф, в идеале, может зарядиться до 1В при зарядке током 1А в течение 1 секунды. На практике же, ёмкость зависит от напряжения на обкладках конденсатора.
Фарад — очень большая ёмкость для уединённого проводника. Ёмкостью 1 Ф обладал бы уединённый металлический шар, радиус которого равен 13 радиусам Солнца. Ёмкость же Земли (точнее, шара размером с Землю, используемого как уединённый проводник) составляет около 710 микрофарад.
Ионистор со взаимной ёмкостью в 1 фарад.
Промышленные конденсаторы имеют номиналы, измеряемые в микро-, нано- и пикофарадах и выпускаются ёмкостью до десятков фарад; в звуковой аппаратуре используются гибридные конденсаторы ёмкостью до 40 фарад[1].
Содержание
|
такжеОбласть применения
Фарад измеряет электрическую ёмкость, то есть характеризует заряды, создаваемые электрическими полями. Например в фарадах (и производных единицах) измеряют ёмкость кабелей, конденсаторов, межэлектродные ёмкости различных приборов.
Не следует путать электрическую ёмкость и электрохимическую ёмкость батареек и аккумуляторов, которая имеет другую природу и измеряется в других единицах — ампер-часах, соразмерных электрическому заряду (1 ампер-час равен 3600 кулонам).
Кратные и дольные единицы
Образуют с помощью стандартных приставок СИ.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 101 Ф | декафарад | даФ | daF | 10−1 Ф | децифарад | дФ | dF |
| 102 Ф | гектофарад | гФ | hF | 10−2 Ф | сантифарад | сФ | cF |
| 103 Ф | килофарад | кФ | kF | 10−3 Ф | миллифарад | мФ | mF |
| 106 Ф | мегафарад | МФ | MF | 10−6 Ф | микрофарад | мкФ | µF |
| 109 Ф | гигафарад | ГФ | GF | 10−9 Ф | нанофарад | нФ | nF |
| 1012 Ф | терафарад | ТФ | TF | 10−12 Ф | пикофарад | пФ | pF |
| 1015 Ф | петафарад | ПФ | PF | 10−15 Ф | фемтофарад | фФ | fF |
| 1018 Ф | эксафарад | ЭФ | EF | 10−18 Ф | аттофарад | аФ | aF |
| 1021 Ф | зеттафарад | ЗФ | ZF | 10−21 Ф | зептофарад | зФ | zF |
| 1024 Ф | йоттафарад | ИФ | YF | 10−24 Ф | йоктофарад | иФ | yF |
| применять не рекомендуется не применяются или редко применяются на практике | |||||||
- В советской практике использовались только две единицы — микрофарада и пикофарада. Ёмкость в 1-100 мФ и нФ выражалась в тысячах микрофарад и пикофарад соответственно. Ёмкость в 100-1000 мФ и нФ выражалась в десятых долях фарады и микрофарады соответственно. Никакие другие единицы использовать было не принято.
- Также на схемах электрических цепей и часто в маркировке ранних конденсаторов советского производства число без буквы обозначало величину в пикофарадах, а с буквой м либо m — в микрофарадах. Этот нюанс надо учитывать при чтении схем в старых чертежах журналах советского издания, поскольку обычно одиночная буква «м» обозначает «милли-».
- 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 греческих букв.
Ёмкость в 1-100 мФ и нФ выражалась в тысячах микрофарад и пикофарад соответственно. Ёмкость в 100-1000 мФ и нФ выражалась в десятых долях фарады и микрофарады соответственно. Никакие другие единицы использовать было не принято.Связь с единицами измерения в других системах
- Сантиметр (другое название — статфарад, статФ) — единица электрической ёмкости в СГСЭ и гауссовой системе, ёмкость шара радиусом 1 см в вакууме.
- 1 статФ ≈ 1,1126… пФ.
- 1 Ф = 8,9875517873681764×1011 статФ (точно). Коэффициент равен с2×10−5 Ф/см = 100/(4πε0).
- Абфарад — единица электрической ёмкости в СГСМ; очень большая единица, 1 абФ = 109 Ф = 1 ГФ.
См. также
- Фарадей — единица измерения электрического заряда (1 моль элементарных зарядов).
Примечания
- ↑ Однако ёмкость т. н. ионисторов (супер-конденсаторов с двойным электрическим слоем) может достигать многих килофарад.
Что такое фарад?
`;
Наука
Факт проверен
Винсент Саммерс
Фарад, названный в честь английского ученого Майкла Фарадея, является единицей измерения электрической емкости. Если устройство, называемое конденсатором, хранит заряд в 1 кулон при разности потенциалов на его пластинах в 1 вольт, то это конденсатор емкостью 1 фарад. Эта единица на самом деле слишком велика для большинства практических приложений. Конденсаторы типичного использования попадают в диапазоны от миллифарад (10 -3 ) до микрофарад (10 -6 ) до пикофарад (10 -12 ). Фарада как единица настолько велика, потому что кулон, используемый для определения фарады, сам по себе велик — 1 кулон = 1 ампер-секунда.
Единицы измерения, включающие фарад, называются Международной системой единиц или единицами СИ и основаны на метрической системе.
К основным единицам СИ относятся метр, килограмм и секунда. Другие единицы, используемые в этой системе, включают джоуль для энергии и работы, ом для сопротивления, ньютон для силы и генри для индуктивности. Наряду с фарадами все эти электрические величины используются в важных математических выражениях. Невозможно обсудить, что такое фарад, не обсудив природу и области применения конденсатора.
Конденсатор с плоскими пластинами представляет собой простейшую конструкцию, иллюстрирующую основные параметры емкости. Это свойство напрямую связано с площадью поверхности пластин и обратно пропорционально расстоянию между этими пластинами.
Пропорциональность зависит от среды между пластинами и качества, которым она обладает, называемого «диэлектрической проницаемостью», которая является мерой сопротивления электрическому полю, которое материал между пластинами поддерживает или допускает.
Математическое соотношение C=kε 0 A/d. В этом уравнении диэлектрическая проницаемость пространства равна «ε 0 «, что равно 8,854*10 -12 фарад/метр. Площадь пластин в квадратных метрах представлена буквой «A», а «d» — число метров между ними. Константа k — относительная диэлектрическая проницаемость пластины.
реальный материал между пластинами, будь то воздух, керамика, масло или какое-либо другое вещество.Например, если плоскопараллельный конденсатор имеет пластины площадью 1 квадратный метр каждая, а расстояние между ними составляет 0,001 метра, а диэлектрическая проницаемость k равна 1,07, тогда емкость равна 9474 пикофарад.
Применение конденсаторов включает блокировку постоянного тока, фильтрацию сигналов, электрический разряд, ограничение амплитуды переходных процессов и соединение двух цепей. Для этого последнего применения конденсаторы могут использоваться вместе с катушками для установки определенной индуктивности.
Это называется LC-контуром, иногда настроенным или резонансным контуром, а в сочетании с сопротивлением или импедансом он называется «RLC-контуром». Он ограничивает передачу сигнала от более сложного сигнала к определенной частоте. Такие схемы используются в телевизионном приеме.
Вам также может понравиться
Рекомендуется
КАК ПОКАЗАНО НА:
Главная | ФАРАД
компонент программы по предотвращению и сокращению остатков животного происхождения
Banco de datos para evitar residuos en animales de consumo en Español
Ознакомьтесь с нашей Политикой обмена данными и конфиденциальностиОбновлены данные в новой версии VetGRAM mobile!
Посетите свой магазин и загрузите или обновите VetGRAM уже сегодня!
Предварительный просмотр здесь
Поиск ВетГРАМ
Выполните поиск в нашей онлайн-базе данных об использовании, ограничениях и требуемом времени отмены (WDT) для препаратов FDA, одобренных для пищевых животных.
Запросить консультацию ELDU
Если вы являетесь лицензированным ветеринаром, пожалуйста, используйте нашу БЕСПЛАТНУЮ онлайн-форму для подачи вопросов, касающихся случайного химического загрязнения или лекарств, используемых без маркировки для сельскохозяйственных животных.
Дайджест поиска WDI
Рекомендуемый FARAD интервал отмены Рекомендации для избранного применения ограниченного числа препаратов без указания на этикетке.
Запрещенные и ограниченные препараты
FDA может ограничить запрет на использование вне этикетки конкретными видами, показаниями, лекарственными формами, способов введения или их комбинации, а также запретить их использование для любых пищевых животных.
Употребление наркотиков без маркировки
Узнайте о законе, требованиях и ограничениях в отношении использования немаркированных препаратов.
