Faradio

El faradio (símbolo: F) es la unidad de capacitancia eléctrica, la capacidad de un cuerpo para almacenar una carga eléctrica, en el Sistema Internacional de Unidades (SI), equivalente a 1 culombio por voltio (C/V). Lleva el nombre del físico inglés Michael Faraday (1791–1867). En unidades base SI 1 F = 1 kg⁻¹⋅m⁻²⋅s⁴⋅A².

Definición

La capacitancia de un capacitor es un faradio cuando un culombio de carga cambia el potencial entre las placas en un voltio. Igualmente, un faradio puede describirse como la capacitancia que almacena una carga de un culombio a través de una diferencia de potencial de un voltio.

La relación entre capacitancia, carga y diferencia de potencial es lineal. Por ejemplo, si la diferencia de potencial en un capacitor se reduce a la mitad, la cantidad de carga almacenada por ese capacitor también se reducirá a la mitad.

Para la mayoría de las aplicaciones, el faradio es una unidad de capacitancia poco práctica. La mayoría de las aplicaciones eléctricas y electrónicas están cubiertas por los siguientes prefijos SI:

• 1 mF (millifarad, milésima (10)⁻³) of a farad) = 0,001 F = 1000μF = 1000000000pF
• 1 μF (microfarad, un millón (10)⁻⁶) of a farad) = 0,000 001 F = 1000nF = 1000000pF
• 1 NF (nanofarad, mil millones (10⁻⁹) of a farad) = 0,000 000 001 F = 0,001 μF = 1000pF
• 1 pF (picofarad, un trillonés (10⁻¹²) of a farad) = 0,000 000 001 F = 0,001 nF

Igualdades

Un farad es una unidad derivada basada en cuatro de las siete unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades: kilogramo (kg), metro (m), segundo (s) y amperio (A).

Expresado en combinaciones de unidades SI, el faradio es:

F=s4⋅ ⋅ A2m2⋅ ⋅ kg=s2⋅ ⋅ C2m2⋅ ⋅ kg=CV=A⋅ ⋅ sV=W⋅ ⋅ sV2=JV2=N⋅ ⋅ mV2=C2J=C2N⋅ ⋅ m=sΩ Ω =1Ω Ω ⋅ ⋅ Hz=SHz=s2H,{displaystyle {text{F}={dfrac} {fnMicrosoft Sans} {fnMicrosoft} {fnMicrosoft}} {f} {f}} {cdot} {cdot} {cdot}} {cdot} {cdot}} {cdot} {cdot}} {cdot} {cdot} {cdot} {cdot} {cdot} {cdot} {cdot}}{c}} {cdot} {cdot}} {cdot}{c} {cdot} {c} {c} {c} {c} {c} {cdot} {cdot} {cdot} {cdot} {cdot} {cdot} {c} {cdot} {cdot} {cdot} {cdot} {cdot} {c} {c} # {text{kg}}={dfrac {fnMicrosoft Sans} {fnMicrosoft} {fnMicrosoft} {f} {f}} {cdot} {cdot} {cdot}} {cdot}} {cdot}} {cdot} {cdot}} {cdot} {cdot} {cdot}}} {cdot} {cdot}{cdot} {cdot}{c} {cdot} {cdot}} {cdot} {c} {cdot} {c} {c} {c} {c} {c} {c} {cdot} {cdot} {cdot} {c} {cdot} {cdot} {c} {cdot} {cdot} {c} {c} {c} {cdot} {c} { {fnK} {fnMicroc} {fnMicrosoft}} {fnMicroc {f} {f} {cdot} {cdot}}{text{}} {f}={f} {c} {c} {c} {c}}} {c} {c}} {c}} {c}}}} {c}}} {c}} {c}}}} {c}}} {c}} {c}} {c}}}}}} {c}}} {c}}}}}}}}} {c}}}}}}}} {c} {c} {c} {c}}}}}} {c} {c}}}}}}} {c}}}}}}} {c}}}}}} {f} {f}}}}} {f}}}}}}}}}} {text{J}{text {f}} {f}} {f}}} {f}}} {f}}}} {f}}}}} {f}} {f}}} {f}}}} {f}}} {f}}} {f}}}}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\\\\f}} {f}}}}}}} {f}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\\\\f}}}}}}}}}}}}}}}} {f}}}}} {\\\\\\f}}}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {fns} {fnh} {fnh} {fnh}} {fnh}}}={dfrac}}} {fn}} {fnfnh}}}} {fnfn}}}}}} {fnf}}}} {fnf}}}}}} {f}}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}} {\\\\f}}}}}}}}}}}}}}}} {m}}}}}}}} {\f}}}}}}}}}}}}}}}} {\\\\\f}}}}}}}}}}} {\\\\\\\f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} { {text{} {f} {f}} {f}} {f}}} {f}}} {f}}}} {f}}}}} {f}}}}} {f}}} {f}}} {f}}} {f}}} {f}}}} {f}}}}}}}}}}}}} {\f}}}}}}}}}}}}} {\\\f}}}}}} {f}}}}} {\f}}}}} {f}}}}}}}}}}}}} {\\\\\f}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\\\\f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {fnMicrosoft Sans Serif} {cdot} {fnK}}={dfrac {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {f}} {fnMicrosoft Sans Serif}} {fnMicrosoft Sans}}}} {f}}}} {f}}} {fnMicrosoft Sans}}}} {f}}}} {f}}}}}}}}}}} {\\f}}}}}\\f}}f}f}\\\f}\\fn\\fnf}\\\f}fn\fn\fn\\fnMis\fnfn\fnMisfnMisfnMisfnMis\fnMisfnMis}fnMisfnMisfnMis}fnMicro Omega }={dfrac {fnK} {cdot}{text{fn0} {fn0}} {fnK}} {cdot} {fn0} {fn0}} {fn9}} {fnK}}} {cdot} {cdot}}{fnf} {f}}}}{f}}} {f}}}}}}}}\\\fnfnfnfnfnfnfn\\fnfnfnfnfnfnfn\\\\fnfnfnfnfnfnfnfnfn\\\\fnfnfn\fnfnfnfnfnfn\\\\\fn\\\fn - Sí. {text{}} {text{H}}} {f}}} {f}}} {f}}} {f}}}} {f}}}} {f}} {f}}}}} {f}}} {f}}} {f}}}} {f}}}}}}}}}}}}} {f}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\f}}}}} {f}}} {f}}}}} {f}}} {f}}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}}

donde F = farad, C = culombio, V = voltio, W = vatio, J = julio, N = newton, S = siemens, H = henry, Ω = ohmio.

Historia

El término "faradio" fue acuñado originalmente por Latimer Clark y Charles Bright en 1861, en honor a Michael Faraday, para una unidad de cantidad de carga, pero en 1873, el faradio se había convertido en una unidad de capacitancia. En 1881, en el Congreso Internacional de Electricistas de París, se utilizó oficialmente el nombre farad para la unidad de capacidad eléctrica.

Explicación

Ejemplos de diferentes tipos de condensadores

Por lo general, un capacitor consta de dos superficies conductoras, a menudo denominadas placas, separadas por una capa aislante, generalmente conocida como dieléctrico. El capacitor original fue la botella de Leyden desarrollada en el siglo XVIII. Es la acumulación de carga eléctrica en las placas lo que da como resultado la capacitancia. Los capacitores modernos se construyen utilizando una variedad de técnicas y materiales de fabricación para proporcionar la extraordinaria variedad de valores de capacitancia utilizados en aplicaciones electrónicas, desde femtofaradios hasta faradios, con clasificaciones de voltaje máximo que van desde unos pocos voltios hasta varios kilovoltios.

Los valores de los capacitores generalmente se especifican en términos de prefijo SI#Lista de prefijos SI de faradios (F), microfaradios (μF), nanofaradios (nF) y picofaradios (pF). El milifaradio (mF) rara vez se usa en la práctica; una capacitancia de 4,7 mF (0,0047 F), por ejemplo, se escribe como 4700 μF. El nanofaradio (nF) es poco común en América del Norte. El tamaño de los condensadores disponibles en el mercado oscila entre 0,1 pF y 5000F (5 kF) supercondensadores. La capacitancia parásita en circuitos integrados de alto rendimiento se puede medir en femtofaradios (1 fF = 0,001 pF = 10^{− 15} F), mientras que los equipos de prueba de alto rendimiento pueden detectar cambios en la capacitancia del orden de decenas de attofaradios (1 aF = 10⁻¹⁸ F).

Un valor de 0,1 pF es aproximadamente el más pequeño disponible en capacitores para uso general en diseño electrónico, ya que los más pequeños estarían dominados por las capacitancias parásitas de otros componentes, cableado o placas de circuito impreso. Se pueden lograr valores de capacitancia de 1 pF o menos al torcer dos tramos cortos de cable aislado.

Se calcula que la capacitancia de la ionosfera de la Tierra con respecto al suelo es de aproximadamente 1 F.

Terminología informal y obsoleta

El picofaradio (pF) a veces se pronuncia coloquialmente como "puff" o "pic", como en "a ten-puff capacitor". Del mismo modo, "mic" (pronunciado "mike") a veces se usa informalmente para significar microfaradios.

Las abreviaturas no estándar se usaban y se usan a menudo. Farad se ha abreviado "f", "fd" y "Fd". Para el prefijo "micro-", cuando la letra griega minúscula "μ" o el microsigno heredado "μ" no está disponible (como en las máquinas de escribir) o es inconveniente para ingresar, a menudo se sustituye por la "u" de apariencia similar; o 'U', con poco riesgo de confusión. También se sustituyó por la "M" de sonido similar. o "m", que puede ser confuso porque M significa oficialmente 1,000,000, y m preferiblemente significa 1/1000. En textos anteriores a 1960, y en paquetes de capacitores hasta más recientemente, "microfaradio(s)" fue abreviado "mf" o "MFD" en lugar del moderno "μF". Un catálogo de Radio Shack de 1940 enumeró la calificación de cada capacitor en "Mfd.", desde 0.000005 Mfd. (5 pF) a 50 Mfd. (50 μF).

"Micromicrofaradio" o "micro-microfaradio" es una unidad obsoleta que se encuentra en algunos textos y etiquetas más antiguos, contiene un doble prefijo métrico no estándar. Es exactamente equivalente a un picofaradio (pF). Se abrevia μμF, uuF o (confusamente) "mmf", "MMF" o "MMFD".

Resumen de unidades de capacitancia obsoletas: (no se muestran las variaciones entre mayúsculas y minúsculas)

• μF (microfarad) = mf, mfd
• pF (picofarad) = mmf, mmfd, pfd, μF

Conceptos relacionados

El recíproco de la capacitancia se llama elastancia eléctrica, cuya unidad (no estándar, no SI) es el daraf.

Unidades CGS

El abfarad (abreviado abF) es una unidad de capacitancia CGS obsoleta, que corresponde a 10⁹ faradios (1 gigafaradio, GF).

El estafaradio (abreviado statF) es una unidad CGS que rara vez se usa equivalente a la capacitancia de un capacitor con una carga de 1 statcoulomb a través de una diferencia de potencial de 1 statvolt. Es 1/(10⁻⁵ c²) faradio, aproximadamente 1,1126 picofaradios. Más comúnmente, se usa el centímetro (cm), que es igual al estatfaradio.