микрофарад что это такое
Что измеряется в фарадах
Начиная свой путь в электрике, ученик или любитель радиоэлектроники вскоре сталкивается с такой единицей измерения, как фарад. Он должен знать, что измеряется в фарадах, какие существуют дольные и кратные единицы, какие из них чаще всего применяются в конденсаторных элементах. Помимо этого, требуется располагать соответствующей таблицей и знать, сколько микрофарад на 1 киловатт двигателя нужно употребить для приведения его в рабочее состояние.
Понятие емкости, правила измерения
Данная величина показывает, какое количество электронов (или других заряженных частиц) должно переместиться от одного объекта к другому для получения необходимого значения напряжения. Последнее возникает по той причине, что при перемещении частиц между объектами образуется разница потенциалов.
Единицей измерения емкостного значения является фарад (на письме обозначается заглавной кириллической литерой Ф). Когда при перенесении заряда в 1 Кулон напряжение меняется на 1 Вольт, значение емкости между перенесенными объектами составляет 1 Фарад. Формула зависимости емкости от напряжения имеет такой вид:
С (емкость) = Q (заряд)/U(напряжение).
Если мастер собрался измерять емкость используемого в радиоэлектронной схеме конденсатора, ему потребуется такой прибор, как мультиметр. С задачей способен справиться даже бюджетный аппарат, при этом наибольшая точность демонстрируется при работе с пленочными конденсаторными элементами. Для максимально точных замеров можно воспользоваться измерителем иммитанса, но данный прибор отличается очень высокой ценой (около 120 тыс. руб.). При использовании мультиметра нужно придерживаться следующего алгоритма:
Важно! Нельзя подключать мультиметр к конденсаторному элементу, на корпусе которого имеются проколы или выпуклые места. Такие элементы вообще не стоит эксплуатировать – при подключении питания они способны взорваться.
Конденсатор, прибор с нормированной емкостью
Это устройство специально заточено под изменение показателя напряжения в соответствии с накапливаемым зарядом. Конденсаторными свойствами могут обладать разные объекты, но главное отличие прибора – наличие у него фиксированной емкости. При возникновении между обкладками элемента емкостью в 1 Ф заряда в 1 Кулон между ними возникает напряжение в 1 В.
Важно! Начинающие проектировщики схем часто делают ошибки, основанные на игнорировании невозможности мгновенного изменения напряжения на устройстве. Если подсоединенный к конденсатору транзистор открывается максимально быстро, он перегреется или вовсе сгорит. При замыкании выводов заряженного устройства сила тока будет очень высокой, но все же не бесконечной. Она ограничена сопротивлением элемента и его выводных деталей.
Приборы используются не только в радиоэлектронике, но и, например, при работе с двигателями. При применении пускового конденсатора и добавочной обмотки на 1 кВт мощности потребуется 70 микрофарад емкости. Зная это, можно рассчитать общее требуемое количество емкости.
Область применения
Эта единица измерения используется не только для емкости конденсаторов, но и других проводниковых элементов (например, проводов). Поскольку 1 фарад – емкость довольно значительная, небольшие промышленные конденсаторные элементы чаще имеют номиналы, составляющие сотые, тысячные и т.д. доли фарада, например, микрофарады обозначение мкФ. У ионисторных сверхвысокоемких элементов показатель, напротив, может измеряться в килофарадах.
Эквивалентное представление
Данную величину можно выразить, используя другие единицы измерения: Ф=с4*А2*м-2*кг-1 (секунда, ампер, метр и килограмм, соответственно). Если использовать формулу, базирующуюся на напряжении и заряде, получается: Ф=Кл*В-1 (кулон и вольт).
Кратные и дольные единицы
Чаще всего в электронике используются элементы с небольшими емкостями, в связи с чем у начинающих работать со схемами возникают вопросы: пФ это сколько фарад, 100 nf сколько микрофарад и так далее. В связи с этим надлежит иметь при себе таблицу перевода одних единиц в другие. К наиболее часто используемым дольным единицам относятся:
Из кратных единиц используется килофарад (кФ), равный тысяче фарад. Такие показатели характерны для ионисторов. У обычных конденсаторов емкость, как правило, измеряется максимум десятками фарад.
В Советском Союзе на электросхемах и корпусах конденсаторов была тенденция указывать емкостным значением целое число (к примеру, 35). Подразумевать пикофарады, а дробное с одной цифрой после запятой – обозначало микрофарады. Буквы в таких маркировках емкости не использовались. На современных отечественных конденсаторах при указании емкости в пикофарадах измерительные единицы после числа обычно не пишут. Если указаны буквы «мк», подразумеваются микрофарады, если «н» – нанофарады. За рубежом используют маркировку из цветных полос.
Связь с единицами измерения в других системах
В системе Гаусса существует такая измерительная единица, как статфарад (статФ). Она примерно равна 1,11 пФ и обозначает емкость шарообразного тела с диаметром 2 см в условиях вакуума.
Абфарад (абФ) – сверхкрупная единица измерения электрической емкости, равная 1000000000 Ф (или 1 гигафараду – ГФ).
Применение конденсаторов
Данная категория элементов очень широко применяется во всех областях электроники и ряде других отраслей промышленности. Среди основных сфер применения стоит обозначить:
Конденсаторные элементы используются в очень широком спектре сфер – от печатных плат (миниатюрные smd-компоненты) до мощных двигателей и генераторов импульсов. Для корректного подбора конденсатора нужно уметь расшифровывать маркировку и обозначения на схемах, в частности, ориентироваться в обозначениях емкости устройств.
Видео
Фарад
Фара́д (обозначение: Ф, 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 создаёт между его обкладками напряжение 1 вольт :
Таким образом, конденсатор ёмкостью 1Ф, в идеале, может зарядиться до 1В при зарядке током 1А в течение 1 секунды. На практике же, ёмкость зависит от напряжения на обкладках конденсатора.
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.
Содержание
Область применения
Фарад измеряет электрическую ёмкость, то есть характеризует заряды, создаваемые электрическими полями. Например в фарадах (и производных единицах) измеряют ёмкость кабелей, конденсаторов, межэлектродные ёмкости различных приборов.
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.
Вопросы и ответы по теме конденсаторов, что такое конденсатор, в каких единицах ихзмеряется емкость и другие.
Что такое начальная ёмкость?
Начальной или минимальной ёмкостью называется та ёмкость переменного конденсатора, которую он имеет при полностью выведенных пластинах. Начальная ёмкость имеет большое значение для перекрытия диапазона: чем она меньше, тем обычно лучше конденсатор, так как с таким конденсатором в контуре получается значительно большее перекрытие.
Пусть, например, имеется переменный конденсатор с конечной ёмкостью в 500 см и с начальной ёмкостью в 20 см. При введении его подвижных пластин от нуля до максимума ёмкость изменяется в 25 раз (500:20=25).
Если начальная волна была 200 м, конечная будет в 5 раз больше, т. е. 1 000 м. Посмотрим, какое перекрытие получится в контуре, если начальная ёмкость переменного конденсатора будет равна не 20 см, а хотя бы 50 см?
В этом случае ёмкость конденсатора при повороте его пластин от минимума до максимума изменится в 10 раз (500:50=10). Длина волны изменится приблизительно (V10) в 3,3 раза, т. е. если начальная волна контура равна 200 м, то конечная будет равна 660 м. Как видим, когда начальная ёмкость конденсатора меньше, то перекрытие получается гораздо большим.
Поэтому начальная ёмкость переменного конденсатора, работающего в приёмнике, всегда бывает значительно больше, чем собственная начальная ёмкость. Таким образом, при расчёте контуров следует учитывать не только одну начальную ёмкость переменных конденсаторов, но и ёмкость монтажа.
Рис. 1. Межвитковая ёмкость катушки, емкость между витками и шасси.
Можно ли при конструировании приёмника применять переменные конденсаторы иной ёмкости, чем указано в описании?
При сборке приёмника рекомендуется в точности придерживаться величин ёмкости переменных конденсаторов, указанных в описании конструкции.
Если же таких конденсаторов достать нельзя, то можно их заменить другими, несколько отличающимися по ёмкости. Однако, отношение конечной ёмкости применяемого конденсатора к начальной должно быть таким же, как и у конденсатора, рекомендуемого в описании.
При этом индуктивность катушки следует увеличить или уменьшить в зависимости от того, уменьшена или увеличена была ёмкость переменного конденсатора. Если, например, ёмкость конденсатора была уменьшена, то индуктивность следует увеличить.
Ответить на этот вопрос в общей форме нельзя, так как и у того, и у другого конденсатора имеются свои преимущества и недостатки. Потери в конденсаторе с воздушным диэлектриком близки к нулю.
Поэтому в колебательных контурах предпочтительнее применять конденсаторы с воздушным диэлектриком. При применении в колебательных контурах конденсаторов с твёрдым диэлектриком в контуры будут внесены очень заметные потери.
Однако, у конденсаторов с воздушным диэлектриком имеются недостатки: так как расстояние между пластинами нельзя сделать чрезмерно малым, то конденсаторы получаются довольно громоздкими.
Конденсаторы этого типа легко повреждаются от механических причин. Конденсаторы с твёрдым диэлектриком значительно более компактны и в них реже происходят замыкания между пластинами.
Поэтому в тех цепях, в которых можно не считаться с потерями, происходящими в конденсаторах, например, в цепях обратной связи, регулятора громкости и т. д., более выгодно применять конденсаторы с твёрдым диэлектриком.
Рис. 2. Переменные конденсаторы с воздушным диэлектриком.
При указанных в вопросе условиях ёмкость конденсатора с твёрдым диэлектриком будет больше.
Когда и где применяются прямоволновый, прямочастотный, среднелинейный и прямоёмкостный конденсаторы?
В радиолюбительских приёмниках раньше применялись прямоёмкостные конденсаторы, которые впоследствии были заменены прямочастотными и прямоволновыми конденсаторами, дававшими возможность более равномерно распределить по шкале настройку на станции.
В настоящее время применяются почти исключительно среднелинейные конденсаторы, иначе называемые логарифмическими, так как эти конденсаторы легче других можно объединить на одной общей оси.
В приёмниках, имеющих один настраивающийся контур, следует предпочесть прямочастотные конденсаторы, так как при этих конденсаторах распределение станций по шкале получится совершенно равномерным.
Рис. 3. Форма пластин различных конденсаторов.
Как в конденсаторах контуров, так и в конденсаторах, ставящихся для регулировки обратной связи, ротор (подвижные пластины) обычно соединяется с проводом, идущим к “земле”.
Если по схеме подвижные пластины нельзя заземлить, то переменный конденсатор во всяком случае надо включить так, чтобы с сеткой лампы были бы соединены его неподвижные пластины.
Для чего в крайних пластинах роторов переменных конденсаторов имеются прорезы?
Прорезы в крайних пластинах роторов конденсаторов служат для подгонки контуров приёмника в резонанс. Эта регулировка в фабричных условиях производится следующим образом.
Вначале с помощью подстрочных конденсаторов устанавливается одинаковая начальная ёмкость всех конденсаторов, насажанных на одну ось. Затем с помощью гетеродина задаётся определённая частота, соответствующая, например, волне в 200 м.
Приёмник настраивается на эту волну. После того, как настройка произведена, путём отгибания “долек” роторных пластин в той части, которой они вошли в статоры, добиваются получения наибольшей громкости приёма. Такую регулировку приёмника осуществляют на нескольких участках диапазона.
Наличие разрезных пластин роторов конденсаторов позволило убрать ручки корректоров, имеющихся, например, в приёмниках типа ЭЧС-2, ЭКЛ-4 (см. вопрос 49). В радиолюбительских условиях регулировка при помощи гетеродина может быть заменена практической настройкой на дальние станции.
Как приблизительно определить ёмкость микрофарадных конденсаторов?
Если имеется один или два микрофарадных конденсатора, ёмкость которых известна, то приблизительное определение ёмкости других конденсаторов может быть получено следующим путём.
“Эталонные” конденсаторы включаются в сеть переменного тока последовательно с электрической лампой. На-глаз определяется степень накала лампы, при включении того или другого конденсатора.
После этого в таком же порядке включается микрофарадный конденсатор, ёмкость которого неизвестна. Если накал лампы будет при таком включении ярче, то ёмкость измеряемого конденсатора больше эталонного и наоборот.
Рис. 4. Как приблизительно оценить емкость микрофарадного конденсатора.
Как проверить исправность микрофарадных конденсаторов?
Из батарейки, телефонных трубок и испытываемого конденсатора составляется последовательная цепь. В момент замыкания этой цепи в телефоне будет слышен лёгкий щелчок.
Рис. 5. Как проверить исправность микрофарадных конденсаторов.
Как повысить пробивное напряжение микрофарадных конденсаторов?
“Рулон” конденсатора вынимают из металлической коробки и погружают на 1-2 часа в кипящий парафин. По прошествии этого времени конденсатор вновь вкладывают в металлическую коробку.
Обработанный таким образом конденсатор несколько уменьшает свою первоначальную ёмкость, но зато пробивное напряжение его повышается в два-три раза.
Можно ли восстановить пробитые микрофарадные конденсаторы?
В некоторых случаях пробитые конденсаторы удаётся исправить следующим образом: пробитые конденсаторы включаются в обмотку накала подогревных ламп радиоустановки.
Через конденсатор при этом включении проходит ток около 2 А, который нагревает обкладки конденсатора в том месте, где они пробиты. Парафин, которым залиты конденсаторы, расплавляется и заливает пробитое место.
В момент включения конденсатора в обмотку накала он начинает гудеть. Через очень короткое время (1-3 мин.) гудение прекращается, что и указывает на то, что конденсатор восстановлен.
Рис. 6. Схема для восстановления пробитых микрофарадных конденсаторов.
Даёт ли электролитический конденсатор при разряде искру?
Электролитические конденсаторы имеют большую утечку, поэтому при разряде их искры не бывает.
Можно ли допускать некоторые изменения в ёмкостях конденсаторов, указанных в описаниях той или иной конструкции?
По существу в приёмниках не бывает ни одного конденсатора, величину которого нельзя было бы в известных пределах изменить. Вопрос этот можно поставить иначе: потребует ли изменение ёмкости данного конденсатора изменения электрических величин других деталей или нет.
Можно, например, применить в контурах приёмника конденсаторы другой ёмкости, но для того, чтобы сохранить диапазон контуров неизменным, надо соответственно увеличить или уменьшить индуктивность катушки.
В других же случаях изменение ёмкости можно производить в известных пределах и без изменения величин других деталей. Например, ёмкости конденсаторов, стоящих в развязывающих цепях, можно без особого ущерба изменять в довольно широких пределах.
Можно также уменьшить ёмкости конденсаторов фильтра выпрямителя, если это уменьшение не вызовет появление фона. При необходимости изменения ёмкости конденсатора следует иметь в виду, что в большинстве случаев увеличение ёмкости не отражается на работе приёмника.
Исключением из этого правила являются конденсаторы, служащие для связи антенны с контуром или для связи между контурами; увеличение ёмкости этих конденсаторов может резко изменить работу приёмника.
Что такое корректор?
Корректором называется приспособление, дающее возможность поворачивать статор переменного конденсатора в пределах определённого угла.
Эта подстройка конденсатора корректором производится в процессе настройки приёмника. Корректоры дают возможность настроить все контуры приёмника точно в резонанс, но в то же время осложняют обращение с приёмником, так как по существу являются дополнительными ручками настройки.
В чём заключается роль корректора?
Корректор применяется в тех случаях, когда переменные конденсаторы контуров насажаны на одну ось, но вследствие каких-либо причин при одновременном вращении конденсаторов резонанс на всём диапазоне не получается.
В таких случаях корректор позволяет поворачивать в пределах некоторого угла статоры конденсаторов, что даёт возможность в любом месте диапазона подстроить контуры точно в резонанс.
Что такое диэлектрическая проницаемость?
Диэлектрической проницаемостью среды (диэлектрической постоянной) называется число, которое показывает, во сколько раз увеличивается ёмкость конденсатора, если воздух между пластинами заменить данным веществом.
Что такое ёмкость монтажа?
Ёмкостью монтажа называется ёмкость, которая получается между деталями и соединительными проводами в приёмнике. Эта ёмкость в хорошо смонтированных приёмниках бывает не менее 25-30 см.
В плохо смонтированных приёмниках она может быть гораздо больше. Если эта ёмкость имеется в цепях, входящих в контур, то она прибавляется к начальной ёмкости переменных конденсаторов контура и уменьшает перекрытие контура.
В известных случаях эта ёмкость монтажа может привести к самовозбуждению приёмника, так как через неё устанавливается связь между каскадами.
Фарад
Фарад.
Фарад – единица измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ). Имеет русское обозначение – Ф и международное обозначение – F.
Другие единицы измерения
Фарад, как единица измерения:
Фарад – единица измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ), названная в честь английского физика Майкла Фарадея. Прежнее название – фарада.
Фарад как единица измерения имеет русское обозначение – Ф и международное обозначение – F.
Если конденсатор ёмкостью в 1 фарад заряжать током 1 ампер, то напряжение на обкладках будет возрастать на 1 вольт каждую секунду.
1 Ф = 1 А · 1 с / 1 В.
В Международную систему единиц фарад введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, одновременно с принятием системы СИ в целом. В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы «фарад» пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной (Ф). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием фарада.
Применение фарада:
Различается электрическую ёмкость и электрохимическую ёмкость. Электрохимическую ёмкость применяется к обычным батарейкам и аккумуляторам. Она имеет другую природу и измеряется в других единицах: ампер-часах, соразмерных электрическому заряду (1 ампер-час равен 3600 кулонам).
Представление фарада в других единицах измерения – формулы:
Через основные и производные единицы системы СИ фарад выражается следующим образом:
Кратные и дольные единицы фарада:
Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.
| Кратные | Дольные | ||||||
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 10 1 Ф | декафарад | даФ | daF | 10 −1 Ф | децифарад | дФ | dF |
| 10 2 Ф | гектофарад | гФ | hF | 10 −2 Ф | сантифарад | сФ | cF |
| 10 3 Ф | килофарад | кФ | kF | 10 −3 Ф | миллифарад | мФ | mF |
| 10 6 Ф | мегафарад | МФ | MF | 10 −6 Ф | микрофарад | мкФ | µF |
| 10 9 Ф | гигафарад | ГФ | GF | 10 −9 Ф | нанофарад | нФ | nF |
| 10 12 Ф | терафарад | ТФ | TF | 10 −12 Ф | пикофарад | пФ | pF |
| 10 15 Ф | петафарад | ПФ | PF | 10 −15 Ф | фемтофарад | фФ | fF |
| 10 18 Ф | эксафарад | ЭФ | EF | 10 −18 Ф | аттофарад | аФ | aF |
| 10 21 Ф | зеттафарад | ЗФ | ZF | 10 −21 Ф | зептофарад | зФ | zF |
| 10 24 Ф | иоттафарад | ИФ | YF | 10 −24 Ф | иоктофарад | иФ | yF |
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
перевод 1 2 4 5 10 100 фарад единица измерения в джоули формула
перевести микрофарады пикофарады в фарады
конденсатор емкостью 1 2 4 10 фарада википедия емкость конденсатора фарад это сколько
вольт на фарад
мкф в фарады
нанофарады в фарады
что измеряется в фарадах
фарады в ампер