Farad

farad

Un condensador d'1 farad
Tipus	unitat derivada del SI amb nom especial, unitat derivada en UCUM i unit of capacitance (en)
Sistema d'unitats	Unitat derivada del SI
Unitat de	Capacitància
Símbol	F
Epònim	Michael Faraday
Conversions d'unitats
Unitats base del SI	1 s4⋅A²⋅m−2⋅kg−1
A unitats del SI	1 F

Exemple de diversos tipus de condensador

El farad és la unitat del SI per a la capacitància elèctrica. Es tracta d'una unitat derivada amb nom propi i amb un símbol particular que és la lletra majúscula F. Va rebre el seu nom en honor del físic britànic Michael Faraday, el símbol F s'ha d'escriure en majúscula, però, en canvi, el nom de la unitat ha d'anar en minúscules farad.

Definició

El farad es defineix com la capacitància d'un dielèctric que produeix una diferència de potencial d'1 volt en el cas d'una càrrega elèctrica estàtica d'1 coulomb. En unitats del SI es pot representar com s⁴ · A² · m^-2 · kg^-1. Com l'ampere és una relació entre el flux de corrent elèctric d'un coulomb per segon, una definició alternativa del farad seria la d'un ampere-segon de càrrega a un volt. Així tenim:

${\mbox{F}}={\dfrac {\mbox{C}}{\mbox{V}}}=\,\mathrm {\frac {A\cdot s}{V}} ={\dfrac {{\mbox{C}}^{2}}{\mbox{J}}}={\dfrac {{\mbox{C}}^{2}}{{\mbox{N}}\cdot {\mbox{m}}}}={\dfrac {{\mbox{s}}^{4}\cdot {\mbox{A}}^{2}}{{\mbox{m}}^{2}\cdot {\mbox{kg}}}}$

Explicació

Com que el farad és una unitat molt gran, en comparació als requeriments habituals dels dispositius electrònics, el valor d'un condensador s'expressa sovint en microfards (μF), nanofarads (nF), o picofarads (pF). El mil·lifarad no s'acostuma a utilitzar a la pràctica, per exemple a una capacitància de 4,7⁻³ F s'acostuma a representar com 4700 µF. Les capacitàncies molt petites, com les utilitzades als circuits integrats s'acostumen a expressar en femtofarads, un femtofarad és igual a 1⁻¹⁵ F. En el cas dels supercondensadors la capacitància és de l'ordre dels quilofarads.

No s'ha de confondre el farad amb el faraday, una antiga unitat de càrrega desplaçada actualment pel coulomb.

La inversa de la capacitància s'anomena elastància, que en unitats del SI s'expressa en F^-1, que de manera no estàndard de vegades rep el nom de daraf (farad escrit a la inversa).

Un condensador consisteix en dues superfícies conductores, habitualment anomenades plaques, separades per una capa aïllant, habitualment anomenada dielèctric. El primer condensador fou l'ampolla de Leyden al segle xviii. L'acumulació de càrrega entre les plaques constitueix la capacitància. Els condensadors moderns es fabriquen utilitzant una gran varietat de materials i tècniques per tal d'oferir una gran varietat de valors de capacitància. En els ginys electrònics s'utilitzen condensadors amb valors que van dels femtofarads fins al farads amb valors de voltatge entre pocs volts fins a diversos quilovolts.

Múltiples

Múltiple	Nom	Símbol		Múltiple	Nom	Símbol
100	farad	F
10¹	decafarad	daF		10–1	decifarad	dF
10²	hectofarad	hF		10–2	centifarad	cF
103	quilofarad	kF		10–3	mil·lifarad	mF
10⁶	megafarad	MF		10–6	microfarad	µF
10⁹	gigafarad	GF		10–9	nanofarad	nF
1012	terafarad	TF		10–12	picofarad	pF
1015	petafarad	PF		10–15	femtofarad	fF
1018	exafarad	EF		10–18	attofarad	aF
1021	zettafarad	ZF		10–21	zeptofarad	zF
1024	yottafarad	YF		10–24	yoctofarad	yF

Bibliografia

• «Le Système International d'Unités» (PDF) (en francès i anglès). BIMP [Sèvres], Novena edició, 2019.