Фарад

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^[1]. 1 фарад равен ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт:

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^[2].

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).

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 т. н.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

Фарад может быть выражен через основные единицы системы СИ как с⁴⋅А²⋅м⁻²⋅кг⁻¹. Таким образом, его значение равно:

${\displaystyle {\text{F}}={\frac {\text{C}}{\text{V}}}={\frac {{\text{A}}\cdot {\text{s}}}{\text{V}}}={\frac {\text{J}}{{\text{V}}^{2}}}={\frac {{\text{N}}\cdot {\text{m}}}{{\text{V}}^{2}}}={\frac {{\text{W}}\cdot {\text{s}}}{{\text{V}}^{2}}}={\frac {{\text{C}}^{2}}{\text{J}}}={\frac {{\text{C}}^{2}}{{\text{N}}\cdot {\text{m}}}}={\frac {{\text{C}}^{2}\cdot {\text{s}}^{2}}{{\text{kg}}\cdot {\text{m}}^{2}}}={\frac {{\text{A}}^{2}\cdot {\text{s}}^{4}}{{\text{kg}}\cdot {\text{m}}^{2}}}={\frac {\text{s}}{\Omega }}={\frac {1}{{\text{Hz}}\cdot \Omega }}={\frac {{\text{s}}^{2}}{\text{H}}},}$

где F — фарад, C — кулон, V — вольт, A — ампер, s — секунда, J — джоуль, N — ньютон, m — метр, W — ватт, kg — килограмм, Ω — ом, Hz — герц, H — генри.

Образуются с помощью стандартных приставок СИ.

• Дольную единицу пикофарад до 1967 года называли микромикрофарада (русское обозначение: мкмкФ; международное: µµF)^[3].
• 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)^{[источник не указан 4679 дней]}.
• 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.

• Сантиметр (другое название «статфарад», статФ) — единица электрической ёмкости в СГСЭ и в гауссовой системе, ёмкость шара радиусом 1 см в вакууме:
  • 1 статФ ≈ 1,1126... пФ;
  • 1 Фд = 8,9875517873681764×10¹¹ статФд (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.

• Фарадей — единица измерения электрического заряда (1 мольэлементарных зарядов).
• Ионистор

• Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.