Farad
Godine 1746. u Lajdenu Piter van Musenbruk nalio je vodu u staklenu bocu i spustio u nju žicu. Bocu su naelektrisali električnom mašinom. Pomoćnik je držao bocu u jednoj ruci, a drugom rukom dodirnuo žicu. Udar je bio toliko jak da je Musenbruk napisao kolegi kako ogled ne bi ponovio ni za šta na svetu.
Boca se pokazala kao prvi kondenzator: voda unutra i ruka spolja bile su dve obloge, a staklo između njih izolator. Koliko naelektrisanja obloge drže pri datom naponu, pokazuje kapacitivnost. Jedan farad je kapacitivnost kojoj napon od 1 V daje naelektrisanje od 1 C. To je veoma mnogo: cela Zemlja, posmatrana kao lopta, ima kapacitivnost od oko 710 µF.
| Oznaka | F |
| Definicija | kulon po voltu · C/V · kg⁻¹·m⁻²·s⁴·A² |
| Referentne vrednosti | ε₀ — 8,854 187 8·10⁻¹² F/m · lopta poluprečnika 1 m — 111 pF · Zemlja kao lopta — oko 710 µF |
| Uvedena | 1881, Međunarodni elektrotehnički kongres u Parizu · u SI od 1960. godine |
| Standardi | ISO 80000-6 · IEC 60384 · IEC 60062 · SI Brochure 9th ed. |
| Tipične vrednosti | 10 pF — sonda osciloskopa · 100 nF — uz nožice čipa · 3000 F — superkondenzator |
01 · Definicija
Kulon za svaki volt
Kapacitivnost C pokazuje koliko naelektrisanja treba dovesti na provodnik da bi mu napon porastao za jedan volt. Najlakše se to vidi na dve ploče. Na jednu stiže plus, na drugu minus, i između njih nastaje polje. Što su ploče veće i što su bliže jedna drugoj, to više naelektrisanja primaju pri istom naponu.
Izolator između ploča povećava kapacitivnost. Njegovi molekuli se okreću u polju i delimično ga poništavaju. Staklo povećava kapacitivnost oko 7 puta, keramika od barijum-titanata hiljadu i više puta. Uskladištena energija raste s kvadratom napona.
Šta znači „104“ na malom kondenzatoru
Na keramički disk staju tri cifre i slovo. Prve dve cifre su početak broja. Treća kaže koliko nula treba dopisati. Sve zajedno daje kapacitivnost u pikofaradima. Slovo posle cifara je tolerancija. Izaberite cifre i dole će se pojaviti kapacitivnost s granicama.
Da bi se od dve ploče s vazdušnim razmakom od 1 mm dobio 1 F, svaka ploča bi morala da ima površinu od 113 km². Usamljena lopta kapacitivnosti 1 F imala bi poluprečnik od 9 miliona km. Superkondenzatori to zaobilaze drugačije. Naelektrisanje se u njima drži na površini poroznog ugljenika, a razmak između naelektrisanja je oko jednog nanometra. Jedan gram takvog ugljenika ima stotine kvadratnih metara površine.
Zašto varnica preskoči kad se iz kondenzatora izvuče staklo
Levo je visokonaponski izvor do 15 kV; on preko otpornika od 100 MΩ puni dve kvadratne ploče 20 × 20 cm. Crvena ploča je plus, tirkizna minus. Žute linije su polje između njih: što su linije gušće, polje je jače. Desno od ploča stubić poredi polje s probojnom čvrstoćom vazduha, oko 3 kV/mm. Između ploča može da se uvuče izolator. Lupa desno pokazuje njegove molekule: crveni kraj je plus, tirkizni minus. Izvor može da se isključi: tada naelektrisanje nema kuda da ode. Dugme „Isprazni“ predaje energiju sijalici.
Izvor puni ploče.
02 · Pretvaranje
| Jedinica | Vrednost | Gde se sreće |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
„MFD“ na starim kondenzatorima znači mikrofarade, a ne milifarade. Pikofarade su pisali „MMFD“ — mikromikrofarade.
Superkondenzator od 3000 F na 2,7 V skladišti oko 11 kJ. To je otprilike koliko i alkalna baterija AA.
Kapacitivnost cele Zemlje, oko 710 µF, manja je od kapacitivnosti jednog filterskog kondenzatora od 1000 µF u ispravljaču za napajanje.
03 · Redovi veličina
04 · Merni instrumenti
05 · Pravila pisanja
06 · Susedne jedinice
07 · Istorijski deo
Godine 1956. Endru Tompson i Daglas Lampard pronašli su kondenzator čija se kapacitivnost može izračunati. Četiri duga cilindra stoje u uglovima kvadrata. Kapacitivnost između suprotnih parova po metru dužine jednaka je ε₀·ln 2 / π, oko 1,953 549 pF/m. To važi za gotovo svaku tačnu simetriju preseka. Dužina se meri laserskim interferometrom, a kapacitivnost se dobija iz dužine.
Od 2019. godine konstante h i e su tačne, a farad je s njima povezan preko oma. Etalon otpora na kvantnom Holovom efektu poredi se s kondenzatorom u kvadraturnom mostu pri poznatoj frekvenciji: C = 1 / (2πfR). Tako nacionalne laboratorije ostvaruju farad s tačnošću do milionitih delova.
Katalog veličina
ceo indeks →Sedam osnovnih jedinica SI
Kap kiseline menja boju soka, so boji plamen, voda se ledi od jednog kucanja. Ispod njih svi listovi Simetriuma, po oblastima i abecedno.
Otvori indeks →