Фарад

Фара́д (русское обозначение: Ф; международное обозначение: 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 электрического заряда 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.

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы фарад пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием фарада. Например, обозначение единицы измерения абсолютной диэлектрической проницаемости «фарад на метр» записывается как Ф/м.

В Международную систему единиц (СИ) фарад введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом.

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.

Область применения

В фарадах измеряют электрическую ёмкость проводников, то есть их способность накапливать электрический заряд. Например в фарадах (и производных единицах) измеряют ёмкость кабелей, конденсаторов, межэлектродные ёмкости различных приборов. Промышленные конденсаторы имеют номиналы, измеряемые в микро-, нано- и пикофарадах и выпускаются ёмкостью до ста фарад; в звуковой аппаратуре используются гибридные конденсаторы ёмкостью до 40 фарад.

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	иоктофарад	иФ	yF
1027 Ф	роннафарад	РнФ	RF	10−27 Ф	ронтофарад	рнФ	rF
1030 Ф	кветтафарад	КвФ	QF	10−30 Ф	квектофарад	квФ	qF
рекомендовано к применению  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 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 стало обозначать 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.
• 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.

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).