Farad

Mal:Infoboks enhet Farad er en avledet SI-enhet for måling av elektrisk kapasitans. Symbolet for farad er F.

Måleenheten er oppkalt etter den engelske fysikeren Michael Faraday.

Definisjon

En farad er den ladning i coulomb en kondensator vil motta for at spenningen over den øker med 1 volt. En coulomb er ett ampere-sekund.

Forholdet mellom kapasitans, ladning og potensiell forskjell er lineær. For eksempel, hvis potensialforskjellen over en kondensator halveres, vil lademengden lagret av kondensatoren også bli halvert.

For de fleste applikasjoner er farad en upraktisk stor enhet med kapasitans. De fleste elektriske og elektroniske applikasjoner dekkes av følgende SI-prefikser:

• 1 mF (millifarad, en tusendel (Mal:10^) av en farad) = 0.001 F = Mal:Gaps μF = Mal:Gaps nF
• 1 μF (microfarad, en milliondel (Mal:10^) av en farad) = 0.000 001 F = Mal:Gaps nF = Mal:Gaps pF
• 1 nF (nanofarad, en milliard (Mal:10^) av en farad) = 0.001 μF = Mal:Gaps pF
• 1 pF (picofarad, en billiontedel (Mal:10^) av en farad)

Eksempel: En 47 mA strøm gjør at spenningen over en kondensator øker med 1 volt per sekund. Denne kondensatoren har derfor en kapasitans på 47mF.

Tilsvarende i Si-enheter

En farad er en avledet enhet basert på fire av de syv baseenhetene til det internasjonale enhetssystemet: kilogram (kg), meter (m), sekund (er) og ampere (A).

Uttrykt i kombinasjoner av SI-enheter, er faraden:

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

hvor F = farad, s = sekund, A = ampere, m = meter, kg = kilogram, C = coulomb, V = volt, W = watt, J = joule, N = newton, Ω = ohm, Hz = hertz, H = henry.

Eksempel på bruk

Forsterkere i bil gir bedre lyd og merkbart mer effekt når det er montert en kondensator på strømkabelen. Kondensatoren fungerer som en energireserve, som mater forsterkeren lynhurtig med strøm ved store effektutslag, f.eks ved kraftige bass-slag. Bassgjengivelsen i bilen er avhengig av at forsterkeren får nok strøm i de krevende øyeblikkene. Hvis ikke vil lyden mangle den riktige "punchen" og virke sløv og upresis.

En tommelfingerregel sier at det trengs:

• 0,5 F kondensator for effekt på inntil 500 watt.
• 1,0 F kondensator for effekt på inntil 1000 watt.
• 1,5 F kondensator for effekt på inntil 1500 watt.

En annen fordel med en kondensator er at den fungerer som et filter som effektivt filtrerer bort støy på strømdelen.

Historie

Begrepet "farad" ble opprinnelig laget av Latimer Clark og Charles Bright i 1861, til ære for Michael Faraday, for en enhet med ladningsenhet, men innen 1873 hadde faraden blitt en enhet av kapasitans. I 1881 på den internasjonale kongressen for elektrikere i Paris ble navnet farad offisielt brukt for enheten med elektrisk kapasitans.