Емкость фарад: Фарад — это… Что такое Фарад?

Фарад — это… Что такое 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:

1 Ф = 1 Кл/1 В = I·T/U.

Ф = А² · с⁴ · кг⁻¹ · м⁻² = Дж/В² = Кл²/Дж = А · с / В = с/Ом.

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.

Промышленные конденсаторы имеют номиналы, измеряемые в микро-, нано- и пикофарадах и выпускаются ёмкостью до десятков фарад; в звуковой аппаратуре используются гибридные конденсаторы ёмкостью до 40 фарад^[1].

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.

• В советской практике использовались только две единицы — микрофарада и пикофарада. Ёмкость в 1-100 мФ и нФ выражалась в тысячах микрофарад и пикофарад соответственно. Ёмкость в 100-1000 мФ и нФ выражалась в десятых долях фарады и микрофарады соответственно. Никакие другие единицы использовать было не принято.
  • Также на схемах электрических цепей и часто в маркировке ранних конденсаторов советского производства число без буквы обозначало величину в пикофарадах, а с буквой м либо m — в микрофарадах. Этот нюанс надо учитывать при чтении схем в старых чертежах журналах советского издания, поскольку обычно одиночная буква «м» обозначает «милли-».
• В текстах на языках, использующих латиницу, очень часто при обозначении микрофарад в тексте заменяют букву µ (мю) на латинскую u (uF вместо µF) из-за отсутствия в раскладке греческих букв.

Связь с единицами измерения в других системах

• Сантиметр (другое название — статфарад, статФ) — единица электрической ёмкости в СГСЭ и гауссовой системе, ёмкость шара радиусом 1 см в вакууме.
  • 1 статФ ≈ 1,1126… пФ.
  • 1 Ф = 8,9875517873681764×10¹¹ статФ (точно). Коэффициент равен с²×10⁻⁵ Ф/см = 100/(4πε₀).
• Абфарад — единица электрической ёмкости в СГСМ; очень большая единица, 1 абФ = 10⁹ Ф = 1 ГФ.

См. также

Примечания

1. ↑ Однако ёмкость т. н. ионисторов (супер-конденсаторов с двойным электрическим слоем) может достигать многих килофарад.

Фарад — это… Что такое 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:

1 Ф = 1 Кл/1 В = I·T/U.

Ф = А² · с⁴ · кг⁻¹ · м⁻² = Дж/В² = Кл²/Дж = А · с / В = с/Ом.

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.

Промышленные конденсаторы имеют номиналы, измеряемые в микро-, нано- и пикофарадах и выпускаются ёмкостью до десятков фарад; в звуковой аппаратуре используются гибридные конденсаторы ёмкостью до 40 фарад^[1].

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.

• В советской практике использовались только две единицы — микрофарада и пикофарада. Ёмкость в 1-100 мФ и нФ выражалась в тысячах микрофарад и пикофарад соответственно. Ёмкость в 100-1000 мФ и нФ выражалась в десятых долях фарады и микрофарады соответственно. Никакие другие единицы использовать было не принято.
  • Также на схемах электрических цепей и часто в маркировке ранних конденсаторов советского производства число без буквы обозначало величину в пикофарадах, а с буквой м либо m — в микрофарадах. Этот нюанс надо учитывать при чтении схем в старых чертежах журналах советского издания, поскольку обычно одиночная буква «м» обозначает «милли-».
• В текстах на языках, использующих латиницу, очень часто при обозначении микрофарад в тексте заменяют букву µ (мю) на латинскую u (uF вместо µF) из-за отсутствия в раскладке греческих букв.

Связь с единицами измерения в других системах

• Сантиметр (другое название — статфарад, статФ) — единица электрической ёмкости в СГСЭ и гауссовой системе, ёмкость шара радиусом 1 см в вакууме.
  • 1 статФ ≈ 1,1126… пФ.
  • 1 Ф = 8,9875517873681764×10¹¹ статФ (точно). Коэффициент равен с²×10⁻⁵ Ф/см = 100/(4πε₀).
• Абфарад — единица электрической ёмкости в СГСМ; очень большая единица, 1 абФ = 10⁹ Ф = 1 ГФ.

См. также

Примечания

1. ↑ Однако ёмкость т. н. ионисторов (супер-конденсаторов с двойным электрическим слоем) может достигать многих килофарад.

Фарад, единица емкости — Энциклопедия по машиностроению XXL

Единица емкости фарад (Ф) — емкость такого проводника, потенциал которого увеличивается на один вольт при сообщении ему заряда в один кулон. Соотношение между единицами СИ и СГС  [c.267]

Коэффициент Еэ называется электрической постоянной. Из формулы (7.32) вытекает для ео единица у 2-с7(м2-Н). Однако обычно это наименование записывают в виде Ф/м, где Ф — обозначение единицы емкости— фарады. Следовательно,  [c.197]

Если в (9.25) под С понимать емкость конденсатора, то единице емкости можно дать следующее определение фарада равна электрической емкости конденсатора, при которой заряд 1 Кл создает на конденсаторе разность потенциалов 1 В. Размерность электрической емкости  [c.74]

Иногда единицу емкости называют сантиметр (см). Однако официального признания это название не получило. Соотношение этой единицы с фарадой  [c.172]

Ф фарада. (единица электрической емкости)  [c.540]

Фарада — единица измерения емкости проводника. Проводник обладает емкостью, равной одной фараде, если при сообщении ему одного кулона электричества его потенциал изменился на один вольт. Микрофарада — одна тысячная фарады,  [c.150]

Свойство конденсатора накапливать электрические заряды называют емкостью. Единицей емкости является фарада, представляющая собой емкость конденсатора, заряженного до напряжения в 1 В одним кулоном электричества. Емкость конденсаторов, применяемых в системах зажигания автомобилей, измеряется в миллионных долях фарады — микрофарадах (мкФ).  [c.102]

В СГСЭ единица емкости — сантиметр (см) соотношения этой единицы с фарадой и пикофарадой (1пФ = 10  [c.20]

Емкость конденсаторов зависит от геометрических размеров металлических обкладок, диэлектрика и его диэлектрической проницаемости (табл. 38). В системе единиц СИ за единицу емкости принята фарада (Ф). Это емкость такого конденсатора, у которого заряд в 1 кулон (Кл) вызывает разность потенциалов на его обкладках, равную 1 В. Дольные единицы фарады микрофарада (мкФ) и пикофарада (пФ) 1 мкФ=10- Ф 1 пФ=10- Ф.  [c.132]

В СИ за единицу емкости принята фарада (ф), т. е. емкость такого конденсатора, у которого заряд в 1 к вызывает разность потенциалов на его обкладках, равную 1 в. Дольные единицы фарады микрофарада (мкф) и пикофарада (пф). 1 мкф=10 ф 1 пф= 0 ф. В системе единиц СГС за единицу емкости принят сантиметр (см). Соотношение между единицами СИ и СГС следующее  [c. 194]

Свойство конденсатора накапливать электрические заряды называется электрической емкостью. Единицей емкости является фарада. Емкость небольших конденсаторов измеряется в миллионных долях фарады — микрофарадах (мкф).  [c.96]

Электроемкость. Важным свойством проводников является их электроемкость С, под которой подразумевается физическая величина, измеряемая отношением заряда проводника к его потенциалу. В международной системе единиц за единицу емкости принята емкость такого проводника, увеличение на котором заряда на 1к ведет к повышению его потенциала на 1 в. Такая единица называется фарадой ф. Для практических целей применяется меньшая единица емкости—микрофарада, равная одной миллионной доле фарады мкф.  [c.11]

ФАРАДА, единица электроемкости (см. Емкость) в практической системе мер (см.), равная емкости электрического конденсатора (см.), заряженного одним кулоном (см.) при разности  [c.383]

За единицу электроемкости в системе МКСА принята фарада (ф). 1 фарада — это емкость такого конденсатора, у которого при наличии заряда в 1 кулон (на одной из обкладок) разность потенциалов между обкладками равна 1 а. В системе СГСЕ единицей электроемкости является сантиметр (см).  [c.96]

Фарад — единица электрической емкости. Наименование единицы дано по имени английского ученого М. Фарадея (1791—1867).  [c.88]

Фарад является настолько большой единицей емкости, что в практике обычно применяют дольные единицы микрофарад (10-6 пикофарад (10 Ф).  [c.88]

Из этих данных по способу наименьших квадратов определяют значение емкости каждого конденсатора. Размер единицы емкости— фарада — определяется с погрешностью 3-К)- , исходя из сред-  [c.88]

Экспериментально установлено, что для любой конфигурации электродов отношение заряда к потенциалу между электродами всегда постоянно. Это постоянное отношение удобно использовать для характеристик зарядного устройства оно получило название емкости, а само устройство — конденсатора. Единицей электрической емкости является фарада, которая представляет Собой отношение кулона к вольту  [c.251]

Коэффициент бо называется электрической постоянной. Из формулы (7.32) для электрической постоянной вытекает обозначение единицы А с /(м Н). Однако обычно это обозначение записывают в виде Ф/м, где Ф -обозначение единицы электрической емкости — фарад. Следовательно,  [c.240]

Емкость (С) — отношение величины заряда конденсатора к величине напряжения между его электродами. Единица электрической ёмкости — фарада (ф) представляет собой такую ёмкость, напряжение которой повышается на 1 в при сообщении ей заряда в 1 . В практических расчётах пользуются меньшей единицей — микрофарадой, равной 1 мкф =  [c.514]

Эта единица называется фарада (Ф). Фарада равна электрической емкости уединенного проводника, при которой заряд 1 Кл повышает потенциал проводника на 1 В.  [c.74]

Изменение числового значения электрической постоянной позволяет при рационализации сохранить неизменным, кроме кулона, следующие важнейшие электрические единицы силы тока — ампер, напряжения — вольт, электрической емкости — фараду, напряженности электрического поля — вольт на метр, а таклмагнитные единицы магнитной индукции — тесла, магнитного потока — вебер,  [c.151]

Пример 7. Выразить единицу электрической емкости СГС в фарадах. Как известно,  [c.217]

Емкостью называется свойство проводников накапливать и удерживать электрический заряд. Емкость проводников обозначается буквой С. Единицей измерения емкости принята фарада, обозначаемая буквами Ф или Р мкф и[c.35]

За единицу емкости в международной системе СИ принимают фараду (Ф) — емкость такого конденсатора, у которого потенциал возрастает на один вольт при сообщении ему заряда в один кулон (Кл). Это очень большая величина, поэтому для практических целей используют более мелкие единицы емкости микрофараду (мкФ), нанофараду (нФ) и пикофараду (пФ)  [c.272]

Фарада, единица электрической емкости, определена условием, что 1 кулон в 1 фараде дает 1 вольт. Она равна 10 ед. СГСМ.  [c.13]

В системе МКСА за единицу емкости принята фарада (ф).Она представляет емкость конденсатора, у которого заряд в 1 кулон к) вызывает разность потенциалов на его обкладках, равную 1 вольту (в). В системе СГС за единицу емкости принят сантиметр (см). Более мелкими единицами электрической емкости является микрофарада (мкф) и пикофарада (пф), или, иначе, микромикрофарада мкмкф). Соотнощение между этими единицами следующее  [c.186]

Большой шаг вперед в области установления общепризнанных единиц был сделан в 1861 г. Британской ассоциацией для содействия развитию наук, создавшей специальный Комитет для разработки вопроса эб эталоне единицы электрического сопротивления. В состав Комитета входили такие видные учены, как У. Томсон (Кельвин), Дж. К- Максвелл и др. Комитет расширил программу своих работ и, не ограничив-иись проблемой единицы и эталона сопротивления, представил в 1670 г. Ассоциации проект, в котором рекомендовалась система электрических Единиц, основанная на абсолютной электромагнитной системе. Комитет предложил на рассмотрение следующие практические единицы сопротивления — омада или- ом , э. д. с. — вольт , электрической емкости— фарада . Единицы тока и количества электричества были производными от предыдущих, и для них особых названий предложено не было.  [c.273]

Коэфициент пропорциональности С называется емкостью конденсатора и измеряется в фарадах (Р). Фарада соответствует 9-10 см в единицах С05. Емкость в 1 фараду имеет такой конденсатор, который получает заряд в 1 кулон при разности потенциалов (напряжений) в 1 V. На практике большей частью пользуются более мелкой единицей емкости, равной одной миллионной доле фарады и называемой микрофарадой (цр). Еще более мелкой единицей емкости является микромикрофарада ( 1 1.Р) или пикофарада (рР), равная одной мил-  [c.202]

В нерационализованной системе МКСА jio=10 Гн/м. Единицы индуктивности и емкости — генри и фарад — при рационализации не могут измениться. Поэтому рационализуются сами понятия и во. В рационализованной системе МКСА и Международной системе абсолютная магнитная и абсолютная диэлектрическая проницаемости вакуума, называемые магнитной и электрической постоянными, равны  [c.116]

Фарада (ф) — единица измерения емкости проводника. Проводник обладает емкостью, равной ф, если при сообщении ему 1 к электричества его потенциал изменился на 1 в. Л икрофарада (мкф)—одна миллионная доля фарады.  [c.141]

Международные электрические единицы. После изготовления эталонов для абсолютных практических электрических единиц было обнаружено расхождение с теоретически установленными абс. практ. ед. По этой причине в 1893 г. МКЭ взамен абсолютных принял международные электрические единицы. В качестве основных ед. были приняты ом, ампер, вольт. В 1908 г. МКЭ вольт был отнесен к числу производных ед. в СССР М, э. е. были введены постановлением ВСНХ РСФСР от 7 февраля 1919 г. Об электрических единицах», а в 1929 г. были включены в ОСТ 515. Определялись М. э. е. след, образом. Ом — сопротивление ртутного столба (при неизменяющемся электр. токе и при тем-ре тающего льда — О °С) длиной 106,300 см, имеющего одинаковое по всей длине сечение и массу 14,4521 г. Точное значение ед. определялось ртутными образцами ома, изготовленными согласно междунар. постановлениям и спецификациям. Ампер — сила неизменяющегося электр. тока, к-рый при прохождении через водный раствор азотнокислого серебра отлагает 0,00111800 г серебра в секунду. Точная величина ампера опред. по серебряному вольтметру, согласно междунар. постановлениям и спецификациям. Вольт — эпектр. напряжение или электродвижущая сила, к-рые в проводнике, имеющем сопротивление в один ом, производит ток силой в один ампер. Точное значение вольта устанавливалась посредством нормальных элементов, проверяемых с помощью серебряного вольт-метра и ртутных образцов ома. Ватт — мощность неизменяющегося электр. тока силой в один ампер при напряжении в один вольт, Купон или ампер-секунда — количество электричества, протекающего через поперечное сечение проводника в течение одной секунды при токе силой в один ампер. Ватт-секунда или джоуль — работа, совершаемая электр, током в течение одной секунды при мощности тока в один ватт. Фарада — емкость конденсатора, заряженного до напряжения в один вольт зарядом в один кулон. Гянри опред. двояко 1) Г, — индуктивность электр. цепи, в к-рой при равномерном изменении силы тока на один ампер в секунду индуктируется ЭДС в один вольт 2) Г. — взаимная индуктивность в системе двух электр. цепей, в одной из к-рых индуктируется ЭДС в один вольт при равномерном изменении тока в др. цепи со скоростью одного ампера в секунду.  [c.292]

Сантиметр [см ст 1) единица длины в СГС, СГСЭ, СГСМ и т. п. относится к числу основных ед. систем размерн. обознач. символом L. Сантиметр равен 0,01 метра. С. рекоменд. ГОСТ 8.417—81 (СТ СЭВ 1052—78) к применению в качестве дольной ед. СИ. См. метр и п. 1 табл. 15 2) ед. коэфф. трения качения в СГС (см. метр), 3) ед. емкости в СГС, СГСЭ (см. фарад), индуктивности и магн. проводимости в СГС, СГСМ (см. генри).  [c.318]

Фарад — Farad — qaz.wiki

Единица измерения электрической емкости СИ

Фарад (символ: Р ) является СИ производной единицы электрической емкости , способность тела сохранять электрический заряд. Он назван в честь английского физика Майкла Фарадея .

Определение

Один фарад определяется как емкость, на которой при зарядке одним кулоном возникает разность потенциалов в один вольт . Точно так же один фарад можно описать как емкость, которая хранит заряд в один кулон через разность потенциалов в один вольт.

Связь между емкостью, зарядом и разностью потенциалов линейна. Например, если разность потенциалов на конденсаторе уменьшается вдвое, количество заряда, сохраняемого этим конденсатором, также будет уменьшено вдвое.

Для большинства приложений фарада — это непрактично большая единица измерения емкости. Большинство электрических и электронных приложений охвачены следующими префиксами SI :

• 1 мкФ (millifarad, одна тысячная (10 ^-3 ) из фарад) = 0,001 Р = 1 000  мкФ = 1 000 000  нФ
• 1 мкФ (микрофарад, одной миллионной (10 ^-6 ) из фарад) = 0. {2}} {\ text {H}}},}

  где F = фарад , s = секунда , A = ампер , м = метр , кг = килограмм , C = кулон , V = вольт , W = ватт , J = джоуль , N = ньютон , Ω = ом , S = сименс , Гц = герц , H = генри .

  История

  Термин «фарад» был первоначально введен Латимером Кларком и Чарльзом Брайтом в 1861 году в честь Майкла Фарадея для обозначения единицы количества заряда, но к 1873 году фарад стал единицей измерения емкости. В 1881 году на Международном конгрессе электриков в Париже имя фарад было официально использовано для единицы электрической емкости.

  Объяснение

  Примеры разных типов конденсаторов

  Конденсатор обычно состоит из двух проводящих поверхностей, часто называемых пластин, разделенных изолирующим слоем , как правило , называют диэлектриком . Первоначальным конденсатором была лейденская банка, разработанная в 18 веке. Накопление электрического заряда на пластинах приводит к возникновению емкости . Современные конденсаторы конструируются с использованием ряда технологий производства и материалов, чтобы обеспечить чрезвычайно широкий диапазон значений емкости, используемых в электронных приложениях, от фемтофарад до фарад, с максимальным номинальным напряжением от нескольких вольт до нескольких киловольт.

  Значения конденсаторов обычно указываются в фарадах (Ф), микрофарадах (мкФ), нанофарадах (нФ) и пикофарадах (пФ). Millifarad редко используется на практике (емкостью 4,7 мкФ (0,0047 F), например, вместо того, чтобы записать в виде 4 700  мкФ ), в то время как нФ редко в Северной Америке. Размер коммерчески доступных конденсаторов в диапазоне от около 0,1 пФ до 5 000 F (5 КФ) суперконденсаторов . Паразитная емкость в высокопроизводительных интегральных схем могут быть измерены в femtofarads (1 FF = 0,001 пФ = 10 ^{— 15}  F), в то время как тест высокой производительности оборудования может обнаруживать изменения в емкости на порядка десятков аттоФара- ды (1 Af = 10 ^{— 18}  F).

  Значение 0,1 пФ — это наименьшее значение, доступное для конденсаторов общего назначения в электронной конструкции, поскольку в конденсаторах меньшего размера преобладают паразитные емкости других компонентов, проводки или печатных плат . Значения емкости 1 пФ или ниже могут быть достигнуты путем скручивания двух коротких отрезков изолированного провода вместе.

  Расчетная емкость ионосферы Земли относительно земли составляет около 1 Ф.

  Неофициальная и устаревшая терминология

  Пикофарад (пФ) иногда в разговорной речи произносится как «затяжка» или «рис», например, «конденсатор на десять затяжек». Точно так же слово «микрофон» (произносится как «микрофон») иногда неофициально используется для обозначения микрофарадов.

  Нестандартные сокращения были и используются часто. Фарад был сокращен до «f», «fd» и «Fd». Префикс «микро-», когда греческая строчная буква «μ» или устаревший микрознак «μ» недоступен (как на пишущих машинках) или неудобен для ввода, его часто заменяют похожим на «u» или «U», с небольшим риском путаницы. Его также заменили похожим звуком «M» или «m», что может сбивать с толку, потому что M официально означает 1000000 (или 1000), а m предпочтительно означает 1/1000. В текстах до 1960 г. и на корпусах конденсаторов до недавнего времени термин «микрофарад (ы)» был сокращен как «mf» или «MFD», а не как современный «мкФ». В каталоге Radio Shack 1940 года указаны номинальные характеристики каждого конденсатора в «Mfd.» От 0,000005 Mfd. (5 пФ) до 50 Мфд. (50 мкФ).

  «Микромикрофарад» или «микромикрофарад» — устаревшая единица измерения, встречающаяся в некоторых старых текстах и ​​этикетках, содержит нестандартный двойной префикс метрики . Это в точности эквивалентно пикофараду (пФ). Это сокращенно μμF, uuF или (что сбивает с толку) «mmf», «MMF» или «MMFD».

  Сводка устаревших единиц измерения емкости: (вариации в верхнем / нижнем регистре не показаны)

  • мкФ (микрофарад) = mf, mfd
  • пФ (пикофарад) = ммс, мм. п.м., п.п.м., мкФ

  Связанные понятия

  Величина, обратная емкости, называется электрической упругостью , единицей измерения которой является дараф (нестандартная, не в системе СИ) .

  Единицы CGS

  Abfarad (сокращенно ABF) является устаревшим блок РКИ емкости , равным 10 ⁹ фарад (1 gigafarad, GF).

  Statfarad (сокращенно statF) является редко используется РКА единица эквивалентна емкости конденсатора с зарядом 1 statcoulomb через разность потенциалов 1 statvolt . Это 1 / (10 ⁻⁵ c ² ) фарад, приблизительно 1,1126 пикофарад.

  Смотрите также

  Примечания

  внешняя ссылка

  Майкл Фарадей — Michael Faraday

  Английский ученый (1791-1867)

  Лаборатория Фарадея в Королевском институте (гравюра 1870 г.)

  Майкл Фарадей FRS ( Aer ə d eɪ , — d я / ; 22 сентября 1791 — 25 августа 1867) был английский ученый , который способствовал изучению электромагнетизма и электрохимии . Его основные открытия включают принципы, лежащие в основе электромагнитной индукции , диамагнетизма и электролиза .

  Хотя Фарадей не получил формального образования, он был одним из самых влиятельных ученых в истории. Именно своим исследованием магнитного поля вокруг проводника, по которому проходит постоянный ток , Фарадей заложил основу концепции электромагнитного поля в физике. Фарадей также установил, что магнетизм может влиять на лучи света и что между этими двумя явлениями существует взаимосвязь. Он аналогичным образом открыл принципы электромагнитной индукции и диамагнетизма, а также законы электролиза . Его изобретение от электромагнитных роторных устройств легло в основе электрической технологии двигателя, и во многом благодаря его усилиям электроэнергия стала практичной для использования в технологии.

  Как химик Фарадей открыл бензол , исследовал клатрат-гидрат хлора, изобрел раннюю форму горелки Бунзена и систему степеней окисления , а также популяризировал такие термины, как « анод », « катод », « электрод » и « ион ». . В конечном итоге Фарадей стал первым и самым выдающимся профессором фуллеровской химии в Королевском институте , занимая всю жизнь.

  Фарадей был прекрасным экспериментатором, ясно и простым языком выразившим свои идеи; его математические способности, однако, не простирались до тригонометрии и ограничивались простейшей алгеброй. Джеймс Клерк Максвелл взял работу Фарадея и других и суммировал ее в виде системы уравнений, которая принята в качестве основы всех современных теорий электромагнитных явлений. Об использовании силовых линий Фарадеем Максвелл писал, что они показывают, что Фарадей «на самом деле был математиком очень высокого уровня — тем, у кого математики будущего могут извлечь ценные и плодотворные методы». СИ единица емкости названа в его честь: фарадные .

  Альберт Эйнштейн держал фотографию Фарадея на стене своего кабинета вместе с фотографиями Исаака Ньютона и Джеймса Клерка Максвелла. Физик Эрнест Резерфорд заявил: «Когда мы рассматриваем масштабы и масштабы его открытий и их влияние на прогресс науки и промышленности, нет слишком большой чести, чтобы воздать должное памяти Фарадея, одного из величайших научных открытий. время.»

  Личная жизнь

  Ранние годы

  Как удачно для цивилизации, что Бетховен, Микеланджело, Галилей и Фарадей не были обязаны по закону посещать школы, в которых их личности подвергались бы манипуляции, чтобы они научились приемлемым способам участия в качестве членов «группы».

  — Выступление Джоэла Хильдебранда « Образование для творчества в естествознании» в Нью-Йоркском университете, 1963 год.

  Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в Ньюингтон-Баттс , который сейчас является частью лондонского округа Саутварк, но тогда был пригородной частью Суррея . Его семья была небогатой. Его отец, Джеймс, был членом христианской секты гласситов . Джеймс Фарадей перевез свою жену и двоих детей в Лондон зимой 1790 года из Аутхгилла в Уэстморленде , где он был учеником деревенского кузнеца. Майкл родился осенью того же года. Молодому Майклу Фарадею, третьему из четырех детей, получившему только самое базовое школьное образование, пришлось заниматься самообразованием .

  В 14 лет он стал учеником Джорджа Рибау , местного переплетчика и продавца книг на Бландфорд-стрит. За время своего семилетнего ученичества Фарадей прочитал много книг, в том числе книгу Исаака Уоттса « Улучшение разума» , и с энтузиазмом реализовал содержащиеся в ней принципы и предложения. Он также проявил интерес к науке, особенно к электричеству. Фарадея особенно вдохновила книга Джейн Марсет « Беседы по химии » .

  Взрослая жизнь

  Портрет Фарадея в его конце тридцатых годов, ок. 1826 г.

  В 1812 году, в возрасте 20 лет, по окончании обучения, Фарадей посетил лекции выдающегося английского химика Хамфри Дэви из Королевского института и Королевского общества и Джона Татума , основателя Городского философского общества. Многие билеты на эти лекции были подарены Фарадею Уильямом Дэнсом , который был одним из основателей Королевского филармонического общества . Впоследствии Фарадей послал Дэви 300-страничную книгу, основанную на записях, сделанных им во время этих лекций. Ответ Дэви был немедленным, добрым и благоприятным. В 1813 году, когда Дэви повредил зрение в результате аварии с трихлоридом азота , он решил нанять Фарадея в качестве помощника. По совпадению один из помощников Королевского института, Джон Пейн, был уволен, а сэра Хэмфри Дэви попросили найти замену; таким образом, он назначил Фарадея помощником химика в Королевском институте 1 марта 1813 года. Очень скоро Дэви поручил Фарадею приготовить образцы трихлорида азота, и они оба были ранены в результате взрыва этого очень чувствительного вещества.

  Майкл Фарадей, ок. 1861 г., около 70 лет

  Фарадей женился на Саре Барнард (1800–1879) 12 июня 1821 года. Они познакомились через свои семьи в Сандеманианской церкви, и он исповедал свою веру сандеманианской общине через месяц после их свадьбы. Детей у них не было.

  Фарадей был набожным христианином; его сандеманианская деноминация была ответвлением Шотландской церкви . После женитьбы он служил дьяконом и два срока старейшиной в молитвенном доме своей юности. Его церковь находилась на Аллее Павла в Барбакане . Этот молитвенный дом переехал в 1862 году в Барнсбери- Гроув, Ислингтон ; это место на севере Лондона было тем местом, где Фарадей прослужил последние два года своего второго срока на посту старейшины до своего ухода с этого поста. Биографы отмечают, что «сильное чувство единства Бога и природы пронизывало жизнь и творчество Фарадея».

  Более поздняя жизнь

  В июне 1832 года Оксфордский университет присвоил Фарадею почетную степень доктора гражданского права . При жизни ему было предложено рыцарское звание в знак признания его заслуг перед наукой, от чего он отказался по религиозным соображениям, считая, что накопление богатств и стремление к мирской награде противоречит слову Библии, и заявив, что он предпочитает оставаться «Дорогой мистер Фарадей до конца». Избранный членом Королевского общества в 1824 году, он дважды отказывался стать президентом . Он стал первым фуллеровским профессором химии в Королевском институте в 1833 году.

  В 1832 году Фарадей был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук . Он был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук в 1838 году и был одним из восьми иностранных членов, избранных во Французскую академию наук в 1844 году. В 1849 году он был избран ассоциированным членом Королевского института Нидерландов, который два года спустя он стал Королевской Нидерландской академией искусств и наук, и впоследствии он стал иностранным членом.

  В 1839 году Фарадей пережил нервный срыв, но в конце концов вернулся к своим исследованиям электромагнетизма. В 1848 году, в результате представлений принца-консорта , Фарадей был награжден домом милости и милости в Хэмптон-Корт в Мидлсексе, без каких-либо расходов и содержания. Это был дом Мастера Мейсона, позже названный Домом Фарадея, а теперь дом 37 на Хэмптон-Корт-роуд. В 1858 году Фарадей удалился и поселился там.

  Предоставив британскому правительству ряд различных сервисных проектов, когда правительство попросило его дать совет по производству химического оружия для использования в Крымской войне (1853–1856 гг.), Фарадей отказался от участия, сославшись на этические соображения.

  Фарадей умер в своем доме в Хэмптон-Корт 25 августа 1867 года в возрасте 75 лет. За несколько лет до этого он отклонил предложение о похоронах в Вестминстерском аббатстве после его смерти, но у него есть мемориальная доска рядом с могилой Исаака Ньютона . Фарадей был похоронен в секции раскольников ( неангликанской ) Хайгейтского кладбища .

  Научные достижения

  Химия

  Самая ранняя химическая работа Фарадея была в качестве помощника Хэмфри Дэви . Фарадей принимал непосредственное участие в изучении хлора ; он открыл два новых соединения хлора и углерода . Он также провел первые грубые эксперименты по диффузии газов, явление, на которое впервые указал Джон Дальтон . Физическое значение этого явления более полно раскрыли Томас Грэм и Джозеф Лошмидт . Фарадею удалось сжижать несколько газов, исследовать сплавы стали и изготовить несколько новых видов стекла, предназначенных для оптических целей. Образец одного из этих тяжелых очков впоследствии стал исторически важным; когда стекло помещалось в магнитное поле, Фарадей определил вращение плоскости поляризации света. Этот образец был также первым веществом, отталкиваемым полюсами магнита.

  Фарадей изобрел первую форму горелки Бунзена , которая сейчас используется в научных лабораториях по всему миру в качестве удобного источника тепла. Фарадей много работал в области химии, открывая химические вещества, такие как бензол (который он называл бикарбюром водорода) и сжижающие газы, такие как хлор. Сжижение газов помогло установить, что газы представляют собой пары жидкостей, обладающие очень низкой температурой кипения, и дало более прочную основу концепции молекулярной агрегации. В 1820 году Фарадей сообщил о первом синтезе соединений из углерода и хлора, C ₂ Cl ₆ и C ₂ Cl ₄ , и опубликовал свои результаты в следующем году. Фарадей также определил состав гидрата клатрата хлора , который был открыт Хамфри Дэви в 1810 году. Фарадей также несет ответственность за открытие законов электролиза и за популяризацию терминологии, такой как анод , катод , электрод и ион , терминов, предложенных в большая часть Уильяма Уэвелла .

  Фарадей был первым, кто сообщил о том, что позже стали называть металлическими наночастицами . В 1847 году он обнаружил, что оптические свойства коллоидов золота отличаются от оптических свойств соответствующего массивного металла. Вероятно, это было первое зарегистрированное наблюдение эффектов квантового размера, и его можно рассматривать как рождение нанонауки .

  Электричество и магнетизм

  Фарадей наиболее известен своими работами, касающимися электричества и магнетизма. Его первым зарегистрированным экспериментом было построение гальванической груды из семи британских полпенсовых монет, сложенных вместе с семью дисками листового цинка и шестью листами бумаги, смоченными соленой водой. Этой кучей он разложил сульфат магнезии (первое письмо Эбботу от 12 июля 1812 г.).

  Электромагнитный вращательный эксперимент Фарадея, ок. 1821 г.

  В 1821 году, вскоре после того, как датский физик и химик Ганс Кристиан Орстед открыл явление электромагнетизма , Дэви и британский ученый Уильям Хайд Волластон попытались, но безуспешно, сконструировать электродвигатель . Фарадей, обсудив проблему с двумя мужчинами, построил два устройства, которые производили то, что он назвал «электромагнитным вращением». Один из них, теперь известный как униполярный двигатель , вызывал непрерывное круговое движение, которое было вызвано круговой магнитной силой вокруг провода, который простирался в лужу с ртутью, в которую был помещен магнит; тогда провод будет вращаться вокруг магнита, если на него будет подаваться ток от химической батареи. Эти эксперименты и изобретения легли в основу современной электромагнитной техники. В восторге Фарадей опубликовал результаты, не признав своей работы ни с Волластоном, ни с Дэви. Возникшие в результате разногласия внутри Королевского общества обострили его наставнические отношения с Дэви и, возможно, способствовали назначению Фарадея других видов деятельности, что, следовательно, помешало его участию в электромагнитных исследованиях в течение нескольких лет.

  Один из экспериментов Фарадея 1831 года, демонстрирующий индукцию. Жидкостная батарея (справа) пропускает электрический ток через маленькую катушку (A) . Когда он перемещается внутрь или из большой катушки (B) , его магнитное поле индуцирует мгновенное напряжение в катушке, которое регистрируется гальванометром (G) .

  С момента своего первого открытия в 1821 году Фарадей продолжал свою лабораторную работу, исследуя электромагнитные свойства материалов и приобретая необходимый опыт. В 1824 году Фарадей на короткое время создал схему, чтобы изучить, может ли магнитное поле регулировать ток в соседнем проводе, но он не обнаружил такой взаимосвязи. Этот эксперимент последовал за аналогичной работой, проведенной со светом и магнитами тремя годами ранее, которая дала идентичные результаты. В течение следующих семи лет Фарадей провел большую часть своего времени, совершенствуя свой рецепт оптического (тяжелого) стекла, боросиликата свинца, который он использовал в своих будущих исследованиях, связывающих свет с магнетизмом. В свободное время Фарадей продолжал публиковать свои экспериментальные работы по оптике и электромагнетизму; он вел переписку с учеными, которых он встретил во время своих путешествий по Европе с Дэви, и которые также работали над электромагнетизмом. Через два года после смерти Дэви, в 1831 году, он начал свою большую серию экспериментов, в которых он обнаружил электромагнитную индукцию , что было записано в своем лабораторном дневнике 28 октября 1831 года; «Проведение множества экспериментов с великим магнитом Королевского общества».

  Схема аппарата с железной кольцевой катушкой Фарадея

  Диск Фарадея, построенный в 1831 году, стал первым электрическим генератором . Магнит в форме подковы (A) создавал магнитное поле через диск (D) . Когда диск поворачивался, это индуцировало электрический ток радиально наружу от центра к ободу. Ток выходил через скользящий пружинный контакт m , через внешнюю цепь и обратно в центр диска через ось.

  Прорыв Фарадея произошел, когда он намотал две изолированные катушки проволоки на железное кольцо и обнаружил, что при пропускании тока через одну катушку в другой катушке индуцируется кратковременный ток. Это явление теперь известно как взаимная индукция . Аппарат с железной кольцевой спиралью до сих пор демонстрируется в Королевском институте. В последующих экспериментах он обнаружил, что если он перемещал магнит через проволочную петлю, в этом проводе протекал электрический ток. Ток также течет, если петлю перемещать над неподвижным магнитом. Его демонстрации установили, что изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле; это соотношение было смоделировано математически Джеймсом Клерком Максвеллом как закон Фарадея , который впоследствии стал одним из четырех уравнений Максвелла и которые, в свою очередь, превратились в обобщение, известное сегодня как теория поля . Позже Фарадей использовал открытые им принципы для создания электрического динамо , предка современных генераторов энергии и электродвигателя.

  В 1832 году он завершил серию экспериментов, направленных на исследование фундаментальной природы электричества; Фарадей использовал « статику », батареи и « животное электричество » для создания явлений электростатического притяжения, электролиза , магнетизма и т. Д. Он пришел к выводу, что, вопреки научному мнению того времени, различия между различными «видами» электричества были иллюзорными. Вместо этого Фарадей предположил, что существует только одно «электричество», а изменяющиеся значения количества и интенсивности (ток и напряжение) будут вызывать разные группы явлений.

  Ближе к концу своей карьеры Фарадей предположил, что электромагнитные силы распространяются на пустое пространство вокруг проводника. Эта идея была отвергнута его коллегами-учеными, и Фарадей не дожил до того, чтобы в конечном итоге принять его предложение научным сообществом. Концепция Фарадея о линиях потока, исходящих от заряженных тел и магнитов, предоставила способ визуализировать электрические и магнитные поля; эта концептуальная модель имела решающее значение для успешного развития электромеханических устройств, которые доминировали в машиностроении и промышленности до конца XIX века.

  Диамагнетизм

  Фарадей держит стеклянный стержень, который он использовал в 1845 году, чтобы показать, что магнетизм влияет на свет в диэлектрическом материале.

  В 1845 году Фарадей обнаружил, что многие материалы проявляют слабое отталкивание от магнитного поля: явление, которое он назвал диамагнетизмом .

  Фарадей также обнаружил, что плоскость поляризации линейно поляризованного света может вращаться путем приложения внешнего магнитного поля, совпадающего с направлением, в котором движется свет. Теперь это называется эффектом Фарадея . В сентябре 1845 года он написал в своей записной книжке: «Наконец-то мне удалось осветить магнитную кривую или силовую линию и намагнитить луч света ».

  Позже, в 1862 году, Фарадей использовал спектроскоп для поиска другого изменения света, изменения спектральных линий под действием приложенного магнитного поля. Однако доступного ему оборудования было недостаточно для точного определения спектрального изменения. Позже Питер Зееман использовал усовершенствованный прибор для изучения того же явления, опубликовав свои результаты в 1897 году и получив за свой успех Нобелевскую премию по физике 1902 года. И в своей статье 1897 года, и в своей нобелевской речи Зееман ссылался на работу Фарадея.

  Клетка Фарадея

  В своей работе по статическому электричеству эксперимент Фарадея с ведром для льда продемонстрировал, что заряд находится только на внешней стороне заряженного проводника, а внешний заряд не влияет на что-либо, заключенное внутри проводника. Это происходит потому, что внешние заряды перераспределяются таким образом, что исходящие от них внутренние поля компенсируют друг друга. Этот экранирующий эффект используется в так называемой клетке Фарадея . В январе 1836 года Фарадей поместил деревянный каркас, квадрат 12 футов, на четыре стеклянные опоры и добавил бумажные стены и проволочную сетку. Затем он вошел внутрь и наэлектризовал его. Выйдя из своей наэлектризованной клетки, Фарадей показал, что электричество — это сила, а не невесомая жидкость, как считалось в то время.

  Королевский институт и государственная служба

  Фарадей долгое время был связан с Королевским институтом Великобритании . Он был назначен помощником суперинтенданта Дома Королевского института в 1821 году. Он был избран членом Королевского общества в 1824 году. В 1825 году он стал директором лаборатории Королевского института. Шесть лет спустя, в 1833 году, Фарадей стал первым фуллеровским профессором химии в Королевском институте Великобритании , на эту должность он был назначен пожизненно без обязанности читать лекции. Его спонсором и наставником был Джон «Безумный Джек» Фуллер , который создал должность в Королевском институте для Фарадея.

  Помимо научных исследований в таких областях, как химия, электричество и магнетизм в Королевском институте , Фарадей предпринял многочисленные и часто трудоемкие сервисные проекты для частных предприятий и правительства Великобритании. Эта работа включала в себя расследование взрывов на угольных шахтах, участие в суде в качестве свидетеля-эксперта и, вместе с двумя инженерами из Chance Brothers c. 1853 г., подготовку высококачественного оптического стекла, которое требовалось компании Chance для своих маяков. В 1846 году вместе с Чарльзом Лайелем он подготовил длинный и подробный отчет о серьезном взрыве на шахте в Хасуэлле, графство Дарем , в результате которого погибли 95 горняков. Их отчет представлял собой тщательное судебно-медицинское расследование и показал, что угольная пыль способствовала серьезности взрыва. Первые взрывы были связаны с пылью, Фарадей во время лекции продемонстрировал, как вентиляция может предотвратить это. Отчет должен был предупредить владельцев угля об опасности взрыва угольной пыли, но риск игнорировался более 60 лет до катастрофы на шахте Сенгенидд в 1913 году .

  Фонарь маяка середины 1800-х годов

  Как уважаемый ученый в стране с сильными морскими интересами, Фарадей потратил много времени на такие проекты, как строительство и эксплуатация маяков и защита днищ кораблей от коррозии . Его мастерская до сих пор стоит на пристани Тринити-Буй, над магазином цепей и буев, рядом с единственным лондонским маяком, где он провел первые эксперименты с электрическим освещением для маяков.

  Фарадей также активно занимался тем, что теперь называлось экологической наукой или инженерией. Он исследовал промышленное загрязнение в Суонси и получил консультации по вопросам загрязнения воздуха на Королевском монетном дворе . В июле 1855 года Фарадей написал в «Таймс» письмо по поводу плохого состояния реки Темзы , в результате чего в « Панч» появилась карикатура, которую часто переиздавали . (См. Также «Великая вонь» ).

  Фарадей помогал в планировании и оценке экспонатов Большой выставки 1851 года в Лондоне. Он также консультировал Национальную галерею по вопросам очистки и защиты ее коллекции произведений искусства и работал в Комиссии по созданию сайта Национальной галереи в 1857 году. Еще одной сферой деятельности Фарадея было образование; он читал лекции по этой теме в 1854 году в Королевском институте, а в 1862 году он предстал перед Комиссией государственных школ, чтобы изложить свои взгляды на образование в Великобритании. Фарадей также отрицательно повлиял на увлечение публики переворачиванием стола , гипнотизацией и сеансами , и тем самым отчитал как публику, так и национальную систему образования.

  Перед своими знаменитыми рождественскими лекциями Фарадей читал лекции по химии для Городского философского общества с 1816 по 1818 годы, чтобы улучшить качество своих лекций. Между 1827 и 1860 годами в Королевском институте в Лондоне Фарадей прочитал серию из девятнадцати рождественских лекций для молодежи, и эта серия продолжается и по сей день. Целью рождественских лекций Фарадея было представить науку широкой публике в надежде вдохновить их и принести доход Королевскому институту. Это были заметные события в социальном календаре лондонской знати. В ходе нескольких писем своему близкому другу Бенджамину Эбботу Фарадей изложил свои рекомендации по искусству чтения лекций: Фарадей писал, что «пламя должно быть зажжено в начале и сохранено в неослабевающем великолепии до конца». Его лекции были веселыми и юношескими, он с удовольствием наполнял мыльные пузыри различными газами (чтобы определить, являются ли они магнитными) перед аудиторией и восхищался яркими цветами поляризованного света, но лекции также были глубоко философскими. . В своих лекциях он призывал своих слушателей задуматься над механикой его экспериментов: «Вы очень хорошо знаете, что лед плавает по воде … Почему лед плавает? Подумайте об этом и пофилософствуйте». Его предметы включали в себя химию и электричество и включали: 1841 г. Основы химии, 1843 г. Первые принципы электричества, 1848 г. Химическая история свечи , 1851 г. Силы притяжения, 1853 г. Вольтовое электричество, 1854 г. Химия горения, 1855 г. Общие металлы, 1857 г. Статическое электричество, 1858 г. Свойства металлов, 1859 г. Различные силы материи и их отношения друг к другу.

  Памятные даты

  Статуя Фарадея стоит на площади Савой в Лондоне, возле Института инженерии и технологий . Фарадей Мемориал Майкл , разработанный Brutalist архитектора Родни Гордона и завершено в 1961 году, находится в Elephant & Castle конусной системы, недалеко от места рождения Фарадея в Newington Баттс , Лондон. Школа Фарадея расположена на пристани Тринити-Буй, где его мастерская до сих пор стоит над магазином цепей и буев, рядом с единственным лондонским маяком. Сады Фарадея — небольшой парк в Уолворте , Лондон, недалеко от его места рождения в Ньюингтон-Баттс. Он находится на территории местного муниципального прихода Фарадея в лондонском районе Саутварк . Начальная школа Майкла Фарадея расположена в поместье Эйлсбери в Уолворте .

  Здание лондонского Университета Саут-Бэнк , в котором находятся кафедры электротехники института, названо Крылом Фарадея из-за его близости к месту рождения Фарадея в Ньюингтон-Баттс . Зал в Университете Лафборо был назван в честь Фарадея в 1960 году. Рядом с входом в его столовую находится бронзовая отливка, на которой изображен символ электрического трансформатора , а внутри висит портрет, оба в честь Фарадея. Восьмиэтажное здание научно-инженерного кампуса Эдинбургского университета названо в честь Фарадея, так же как и недавно построенный жилой дом в Университете Брунеля , главное инженерное здание в Университете Суонси и учебный и экспериментальный корпус физики в Северной Университет Иллинойса . Бывшая британская станция Фарадея в Антарктиде была названа его именем.

  Без такой свободы не было бы ни Шекспира, ни Гете, ни Ньютона, ни Фарадея, ни Пастера, ни Листера.

  — Речь Альберта Эйнштейна об интеллектуальной свободе в Королевском Альберт-Холле в Лондоне после бегства из нацистской Германии, 3 октября 1933 года.

  Улицы, названные в честь Фарадея, можно найти во многих британских городах (например, Лондоне, Файф , Суиндон , Бейзингсток , Ноттингем , Уитби , Киркби , Кроули , Ньюбери , Суонси , Эйлсбери и Стивенидж ), а также во Франции (Париж), Германии ( Берлин). — Далем , Хермсдорф ), Канада ( Квебек , Квебек; Дип-Ривер , Онтарио; Оттава, Онтарио), США ( Рестон , Вирджиния) и Новая Зеландия ( Хокс-Бей ).

  Королевское общество искусств синего налета , открыт в 1876 году, в память Фарадея на 48 Бланкфорд стрит в лондонском районе Marylebone. С 1991 по 2001 год изображение Фарадея было на реверсе банкнот серии E 20 фунтов стерлингов, выпущенных Банком Англии . Он был изображен проводящим лекцию в Королевском институте с помощью магнитоэлектрического искрового аппарата. В 2002 году Фарадей занял 22-е место в списке 100 величайших британцев BBC по итогам голосования по всей Великобритании.

  Фарадей институт науки и религия берет свое название от ученого, который видел его веру как неотъемлемый его научные исследования. Логотип института также основан на открытиях Фарадея. Он был создан в 2006 году за счет гранта в размере 2 000 000 долларов США от Фонда Джона Темплтона для проведения академических исследований, содействия пониманию взаимодействия между наукой и религией и обеспечения общественного понимания в обеих этих предметных областях.

  Институт Фарадея, независимый исследовательский институт по хранению энергии, основанный в 2017 году, также получил свое название от Майкла Фарадея. Организация выступает в качестве основной исследовательской программы Великобритании, направленной на развитие науки и технологий в области аккумуляторов, образования, привлечения общественности и исследования рынка.

  Жизнь Фарадея и его вклад в развитие электромагнетизма были основной темой десятого эпизода под названием « Электрический мальчик » американского научно-документального сериала 2014 года « Космос: космическая одиссея» , который транслировался по каналам Fox и National Geographic .

  Олдос Хаксли , литературный гигант, который также был внуком Т. Хаксли , внучатым племянником Мэтью Арнольда , брата Джулиана Хаксли и сводного брата Эндрю Хаксли , был хорошо сведущ в науке. Он написал о Фарадее в эссе под названием «Ночь в Пьетрамале» : «Он всегда был естествоиспытателем. Найти истину — его единственная цель и интерес … даже если бы я мог быть Шекспиром, я думаю, что все равно должен был бы выбрать роль Фарадея ». Называя Фарадея своим «героем», в речи перед Королевским обществом Маргарет Тэтчер заявила: «Стоимость его работы должна быть выше, чем капитализация всех акций на фондовой бирже!». Она позаимствовала его бюст в Королевском институте и поместила его в холле Даунинг-стрит, 10 .

  Награды названы в честь Фарадея
  

  В честь и память его большого научного вклада несколько учреждений учредили премии и награды на его имя. Это включает:

  Галерея

  • Майкл Фарадей в своей лаборатории, гр. 1850-е гг.

  • Кабинет Майкла Фарадея в Королевском институте.

  • Квартира Майкла Фарадея в Королевском институте.

  Библиография

  Химическая манипуляция , 1828 г.

  Книги Фарадея, за исключением « Химических манипуляций» , были сборниками научных статей или транскрипциями лекций. После его смерти был опубликован дневник Фарадея, а также несколько больших томов его писем и дневник Фарадея из его путешествий с Дэви в 1813–1815 годах.

  • Фарадей, Майкл (1827). Химические манипуляции, будучи инструкциями для студентов-химиков . Джон Мюррей. 2-е изд. 1830 г. , 3-е изд. 1842 г.
  • Фарадей, Майкл (1839). Экспериментальные исследования в электричестве, т. я. и ii . Ричард и Джон Эдвард Тейлор. ; т. iii. Ричард Тейлор и Уильям Фрэнсис, 1855 г.
  • Фарадей, Майкл (1859). Экспериментальные исследования в химии и физике . Тейлор и Фрэнсис. ISBN   978-0-85066-841-4 .
  • Фарадей, Майкл (1861). У. Крукс (ред.). Курс шести лекций по химической истории свечи . Griffin, Bohn & Co. ISBN   978-1-4255-1974-2 .
  • Фарадей, Майкл (1873). У. Крукс (ред.). О различных силах в природе . Чатто и Виндус.
  • Фарадей, Майкл (1932–1936). Т. Мартин (ред.). Дневник . ISBN   978-0-7135-0439-2 . — опубликовано в восьми томах; см. также публикацию дневника Фарадея 2009 г.
  • Фарадей, Майкл (1991). Б. Бауэрс и Л. Саймонс (ред.). Совершенно удовлетворенное любопытство: путешествия Фарадея по Европе 1813–1815 гг . Институт инженеров-электриков.
  • Фарадей, Майкл (1991). FAJL Джеймс (ред.). Переписка Майкла Фарадея . 1 . ISBN INSPEC, Inc.   978-0-86341-248-6 . — том 2, 1993 г ​​.; том 3, 1996 г .; том 4, 1999
  • Фарадей, Майкл (2008). Элис Дженкинс (ред.). Умственные упражнения Майкла Фарадея: кружок для эссе в стиле регентства в Лондоне . Ливерпуль: Издательство Ливерпульского университета.
  • Курс из шести лекций о различных силах материи и их отношениях друг с другом Лондон; Глазго: Р. Гриффин, 1860.
  • Сжижение газов , Эдинбург: WF Clay, 1896.
  • Письма Фарадея и Шенбейна 1836–1862 гг. С примечаниями, комментариями и ссылками на современные буквы Лондон: Williams & Norgate 1899. ( Digital издание в университете и государственной библиотеки Дюссельдорф )

  Смотрите также

  Рекомендации

  Источники

  дальнейшее чтение

  Биографии

  • Агасси, Джозеф (1971). Фарадей как естествоиспытатель . Чикаго: Издательство Чикагского университета .
  • Эймс, Джозеф Свитман (ред.) (Около 1900 г.). Открытие наведенных электрических токов . 2 . Нью-Йорк: Американская книжная компания (1890) . CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  • Бенс Джонс, Генри (1870). Жизнь и письма Фарадея . Филадельфия: Дж. Б. Липпинкотт и компания. Фарадей.
  • Британская ассоциация производителей электрооборудования и смежных производителей (1931 г.). Фарадей . Эдинбург: R. & R. Clark, Ltd.
  • Гладстон, JH (1872). Майкл Фарадей . Лондон: Макмиллан. Фарадей.
  • Гудинг, Дэвид ; Джеймс, Фрэнк AJL (1985). Открытие Фарадея заново: очерки о жизни и творчестве Майкла Фарадея, 1791–1867 гг . Бейзингсток, Хантс, Англия; Нью-Йорк: Macmillan Press; Stockton Press. ISBN   978-0-333-39320-8 .
  • Гудинг, Дэвид ; Кантор, Джеффри ; Джеймс, Фрэнк AJL (1996). Майкл Фарадей . Амхерст, Нью-Йорк: Книги человечества. ISBN   978-1-57392-556-3 .
  • Гудинг, Дэвид ; Твини, Райан Д. (1991). «Химические заметки, намеки, предложения и объекты преследования» Майкла Фарадея 1822 года . Лондон: П. Перегринус совместно с Институтом инженерии и технологий . ISBN   978-0-86341-255-4 .
  • Гамильтон, Джеймс (2002). Фарадей: Жизнь . Лондон: Харпер Коллинз. ISBN   978-0-00-716376-2 .
  • Хиршфельд, Алан В. (2006). Электрическая жизнь Майкла Фарадея . Уокер и компания . ISBN   978-0-8027-1470-1 .
  • Рассел, Колин А. (Эд. Оуэн Джинджерич ) (2000). Майкл Фарадей: Физика и вера (Оксфордские портреты в серии «Наука») . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета . ISBN   978-0-19-511763-9 .
  • Томас, Джон Мейриг (1991). Майкл Фарадей и Королевский институт: гений человека и места . Бристоль: Хильгер. ISBN   978-0-7503-0145-9 .
  • Тиндаль, Джон (1868). Фарадей как первооткрыватель . Лондон: Лонгманс, Грин и компания .
  • Уильямс, Л. Пирс (1965). Майкл Фарадей: Биография . Нью-Йорк: Основные книги.

  внешняя ссылка

  Биографии

  Другие

  Электрическая емкость

  Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд. Электронные элементы с такими свойствами называются конденсаторами. Единицей эл ёмкости является Фарада, а также применяются микрофарада, нанофарада, пикофарада. Активным сопротивлением емкости является сопротивление её постоянному электрическому току, который возникает вследствие несовершенства конструкции конденсатора,(идеальный конденсатор не пропускает постоянный ток вообще). Реактивное сопротивление конденсатора — то сопротивление, которое он оказывает прохождению переменного тока. Вычисляется по формуле: Xc=1/(2р*f*С), где:
  Xc-реактивное емкостное сопротивление, Ом;
  f — частота, Герц;
  С — емкость, фарад.
  ТКЕ — температурный коэффициент емкости — определяет зависимость величины электрической емкости конденсатора от его температуры.

  Калькулятор расчета емкости конденсатора

  Конденсаторы бывают бумажные, металлобумажные, слюдяные, керамические, воздушные, электролитические и т д. Они широко применяются в электронных схемах в качестве фильтров и накопителей заряда.

  Основные параметры:

  1. Номинальная емкость
  2. %
  3. Тангенс угла потерь или добротность
  4. ТКЕ — температурный коэфициент емкости(изменение емкости при изменении температуры).Характеризует температурную стабильность конденсаторов
  5. Стабильность во времени-коэфициент старения

  Сопротивление изоляции и ток утечки
• Номинальное напряжение

При длительном воздействии «U» на обкладках конденсатора возможен пробой диэлектрика. Поэтому величина «U» нормируется. Материал диэлектрика (д/э) между обкладками определяет свойства конденсатора и область его использования.

По данному классификационному признаку кон-ры бывают:

1. C газообразным д/э(воздушные,газонаполненные,ваккумные)
2. C жидким д/э(некоторые виды солей)
3. C твердым органическим д/э(слюдяные,керамические,стелокерамические,стеклоэмалевые,пленочные,стеклопленочные)
4. C твердым органическим д/э (бумажные,металлобумажные,фторопластовые,полиэтиленфлатантные)
5. C оксидным д/э(электролитические,оксиднополупроводниковые,оксиднометаллические). В этом случае оксидная д/э пленка образуется на обкладках из тантала,титана,алюминия,ниобия и в названии присутствует материал обкладок.

★ Фарад — единицы измерения, названные в честь людей .. Инф

Пользователи также искали:



1 фарад конденсатор,

фарад формула,

фарад на метр,

калькулятор фарад,

микрофарад в фарад,

нанофарад в фарад,

пикофарад в фарад,

таблица фарад,

фарад,

Фарад,

таблица фарад,

пикофарад в фарад,

нанофарад в фарад,

фарад конденсатор,

калькулятор фарад,

фарад на метр,

микрофарад в фарад,

метр,

микрофарад,

таблица,

пикофарад,

нанофарад,

конденсатор,

калькулятор,

формула,

фарад формула,

1 фарад конденсатор,

единицы измерения, названные в честь людей. фарад,

…

Как работают конденсаторы | HowStuffWorks

В некотором смысле конденсатор немного похож на батарею. Хотя они работают совершенно по-разному, конденсаторы и батареи хранят электрическую энергию . Если вы прочитали «Как работают батареи», то знаете, что у батареи есть две клеммы. Внутри батареи химические реакции производят электроны на одном выводе и поглощают электроны на другом выводе. Конденсатор намного проще, чем батарея, поскольку он не может производить новые электроны — он только сохраняет их.

В этой статье мы точно узнаем, что такое конденсатор, для чего он нужен и как он используется в электронике. Мы также рассмотрим историю конденсатора и то, как несколько человек помогли сформировать его развитие.

Внутри конденсатора клеммы соединяются с двумя металлическими пластинами , разделенными непроводящим веществом, или диэлектриком . Конденсатор легко сделать из двух кусков алюминиевой фольги и листа бумаги. С точки зрения емкости, это не будет особенно хороший конденсатор, но он будет работать.

Теоретически диэлектриком может быть любое непроводящее вещество. Однако для практического применения используются специальные материалы, которые лучше всего подходят для работы конденсатора. Слюда, керамика, целлюлоза, фарфор, майлар, тефлон и даже воздух — вот некоторые из используемых непроводящих материалов. Диэлектрик определяет, какой это конденсатор и для чего он лучше всего подходит. В зависимости от размера и типа диэлектрика, некоторые конденсаторы лучше подходят для высокочастотных применений, а некоторые — для высоковольтных приложений.Конденсаторы могут быть изготовлены для любых целей, от самого маленького пластикового конденсатора в вашем калькуляторе до сверхконденсатора, который может питать пригородный автобус. НАСА использует стеклянные конденсаторы, чтобы помочь разбудить схемы космического шаттла и помочь развернуть космические зонды. Вот некоторые из различных типов конденсаторов и способы их использования.

• Воздух — Часто используется в схемах настройки радио
• Майлар — Чаще всего используется для схем таймера, таких как часы, сигнализация и счетчики
• Стекло — Подходит для приложений высокого напряжения
• Керамика — Используется для высокочастотных целей, таких как антенны, X- рентгеновские аппараты и аппараты МРТ
• Суперконденсатор — питает электрические и гибридные автомобили

В следующем разделе мы более подробно рассмотрим, как именно работают конденсаторы.

Конвертер емкости • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер сухого объема и общих измерений при варке Конвертер КПД, расхода топлива и экономии топливаКонвертер чиселПреобразователь единиц информации и хранения данныхКурсы валютЖенская одежда и размеры обувиМужская одежда и размеры обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияПреобразователь плотностиКонвертер удельного объемаПреобразователь движения инерционной энергииПреобразователь теплового момента (на массу) Конвертер Удельная энергия, теплота сгорания (на единицу объема) Конвертер Температура In Конвертер термического расширенияКонвертер теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиКонвертер плотности тепла, плотности пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициентов теплопередачиКонвертер объемного расходаКонвертер массового расходаКонвертер массового расходаПреобразователь массового потока Конвертер плотности молярной концентрацииПреобразователь плотности и вязкости КонвертерПроницаемость, проницаемость, проницаемость водяного параКонвертер скорости передачи водяных паровКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с выбираемым эталонным давлениемКонвертер яркости ) в увеличение (X) Конвертер ic Charge ConverterЛинейный преобразователь плотности зарядаПреобразователь поверхностной плотности зарядаПреобразователь объёмной плотности зарядаПреобразователь электрического токаЛинейный преобразователь плотности токаПреобразователь плотности поверхностного токаПреобразователь напряженности электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь электрического сопротивления GПреобразователь электрической проводимости, преобразователь электрической проводимости, дБ Ватты и другие единицы измеренияПреобразователь магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаПреобразователь плотности магнитного потокаМощность поглощенной дозы излучения, Конвертер мощности суммарной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Конвертер радиоактивного облученияРадиация. Конвертер поглощенной дозы Конвертер метрических префиксов Конвертер передачи данных Конвертер единиц типографии и цифровой визуализации Конвертер единиц измерения объема древесины Калькулятор молярной массы Периодическая таблица

Экран сенсора этого планшета выполнен с использованием технологии проекции емкости

Обзор

Измерение емкости конденсатора с номинальной емкостью 10 мкФ , используя осциллограф мультиметра.

Емкость — это физическая величина, которая представляет способность проводника накапливать заряд.Он находится путем деления величины электрического заряда на разность потенциалов между проводниками:

C = Q / ∆φ

Здесь Q — электрический заряд, который измеряется в кулонах (C), а ∆φ — разность потенциалов, которая измеряется в вольтах (В).

Емкость измеряется в фарадах (Ф) в СИ. Этот блок назван в честь британского физика Майкла Фарадея.

Один фарад представляет собой чрезвычайно большую емкость для изолированного проводника. Например, изолированный металлический шар с радиусом в 13 раз большим, чем у Солнца, будет иметь емкость в одну фарад, в то время как емкость металлического шара с радиусом Земли будет около 710 микрофарад (мкФ).

Поскольку один фарад является такой большой величиной, используются меньшие единицы, такие как микрофарад (мкФ), что соответствует одной миллионной фарада, нанофарад (нФ), равный одной миллиардной фарада, и пикофарад (пФ). , что составляет одну триллионную фарада.

В расширенной CGS для электромагнитных устройств основная единица емкости описывается в сантиметрах (см). Один сантиметр электромагнитной емкости представляет собой емкость шара в вакууме с радиусом 1 см.Система CGS расшифровывается как система сантиметр-грамм-секунда — она ​​использует сантиметры, граммы и секунды в качестве основных единиц длины, массы и времени. Расширения CGS также устанавливают одну или несколько констант на 1, что позволяет упростить определенные формулы и вычисления.

Использование емкости

Конденсаторы — электронные компоненты для накопления электрических зарядов

Электронные символы

Емкость — это величина, имеющая значение не только для электрических проводников, но и для конденсаторов (первоначально называемых конденсаторами).Конденсаторы состоят из двух проводников, разделенных диэлектриком или вакуумом. Самый простой вариант конденсатора имеет две пластины, которые действуют как электроды. Конденсатор (от латинского condender — конденсировать) — это двухслойный электронный компонент, используемый для хранения электрического заряда и энергии электромагнитного поля. Самый простой конденсатор состоит из двух электрических проводников, между которыми находится диэлектрик. Энтузиасты радиоэлектроники, как известно, делают подстроечные конденсаторы для своих схем с эмалированными проводами разного диаметра.Более тонкая проволока наматывается на более толстую. Схема RLC настраивается на желаемую частоту путем изменения количества витков провода. На изображении есть несколько примеров того, как конденсатор может быть представлен на принципиальной схеме.

Параллельная RLC-цепь: резистор, катушка индуктивности и конденсатор

Немного истории

Ученые смогли изготавливать конденсаторы еще 275 лет назад. В 1745 году в Лейдене немецкий физик Эвальд Георг фон Клейст и физик из Нидерландов Питер ван Мушенбрук создали первое конденсаторное устройство, получившее название «лейденская банка».Стенки сосуда служили диэлектриком, а вода в кувшине и рука экспериментатора — проводящими пластинами. В такой банке может накапливаться заряд порядка одного микрокулона (мкКл). В то время были популярны эксперименты и демонстрации с лейденскими кувшинами. В них банку заряжали статическим электричеством за счет трения. Затем участник эксперимента касался банки и подвергался поражению электрическим током. Однажды 700 монахов в Париже провели Лейденский эксперимент. Они взялись за руки, и один из них прикоснулся к банке. В этот момент все 700 человек воскликнули от ужаса, почувствовав толчок.

«Лейденская банка» попала в Россию благодаря русскому царю Петру Великому. Он встретился с Питером ван Мушенбруком во время своего путешествия по Европе и познакомился с его творчеством. Когда Петр Великий основал Российскую академию наук, он поручил Мушенбруку изготовить для Академии различное оборудование.

Со временем конденсаторы были усовершенствованы, и их размер уменьшался по мере увеличения емкости.Сегодня конденсаторы широко используются в электронике. Например, конденсатор и катушка индуктивности образуют цепь резистора, катушки индуктивности и конденсатора, также известную как цепь RLC, LCR или CRL. Эта схема используется для установки частоты приема на радио.

Существует несколько типов конденсаторов, различающихся постоянной или переменной емкостью, а также типом используемого диэлектрического материала.

Примеры конденсаторов

Конденсаторы электролитические в блоке питания.

Сегодня существует множество различных типов конденсаторов для различных целей, но их основная классификация основана на их емкости и номинальном напряжении.

Как правило, емкость конденсаторов находится в диапазоне от нескольких пикофарад до нескольких сотен микрофарад. Исключением являются суперконденсаторы, потому что их емкость формируется иначе, чем у других конденсаторов — это, по сути, двухслойная емкость. Это похоже на принцип действия электрохимических ячеек.Суперконденсаторы, построенные из углеродных нанотрубок, имеют повышенную емкость из-за большей поверхности электродов. Емкость суперконденсаторов составляет десятки фарад, и иногда они могут заменить электрохимические ячейки в качестве источника электрического тока.

Вторым по важности свойством конденсатора является его номинальное напряжение . Превышение этого значения может сделать конденсатор непригодным для использования. Вот почему при построении схем обычно используются конденсаторы со значением номинального напряжения, которое вдвое превышает напряжение, приложенное к ним в цепи. Таким образом, даже если напряжение в цепи немного превышает норму, с конденсатором все будет в порядке, пока увеличение не станет вдвое больше нормы.

Конденсаторы могут быть объединены в батареи для увеличения общего номинального напряжения или емкости системы. При последовательном соединении двух конденсаторов одного типа номинальное напряжение увеличивается вдвое, а общая емкость уменьшается вдвое. При параллельном подключении конденсаторов общая емкость удваивается, а номинальное напряжение остается прежним.

Третьим по важности свойством конденсаторов является их температурный коэффициент емкости . Он отражает взаимосвязь между емкостью и температурой.

В зависимости от назначения конденсаторы подразделяются на конденсаторы общего назначения, которые не должны соответствовать требованиям высокого уровня, и специальные конденсаторы. К последней группе относятся высоковольтные конденсаторы, прецизионные конденсаторы и конденсаторы с различным температурным коэффициентом емкости.

Маркировка конденсаторов

Подобно резисторам, конденсаторы маркируются в соответствии с их емкостью и другими свойствами. Маркировка может включать информацию о номинальной емкости, степени отклонения от номинального значения и номинальном напряжении. Малогабаритные конденсаторы маркируются трех- или четырехзначным или буквенно-цифровым кодом, а также могут иметь цветовую маркировку.

Таблицы с кодами и соответствующими им значениями номинального напряжения, номинальной емкости и температурного коэффициента емкости доступны в Интернете, но самый надежный способ проверить емкость и выяснить, правильно ли работает конденсатор, — это удалить конденсатор из цепи. и проводить измерения с помощью мультиметра.

Электролитический конденсатор в разобранном виде. Он изготовлен из двух алюминиевых фольг. Один из них покрыт изолирующим оксидным слоем и действует как анод. Бумага, пропитанная электролитом, вместе с другой фольгой действует как катод. Алюминиевая фольга протравливается для увеличения площади поверхности.

Предупреждение: конденсаторы могут хранить очень большой заряд при очень высоком напряжении. Во избежание поражения электрическим током перед выполнением измерений необходимо принять меры предосторожности.В частности, важно разряжать конденсаторы, закорачивая их выводы с помощью провода, изолированного из высокопрочного материала. В этой ситуации хорошо подойдут обычные провода измерительного прибора.

Электролитические конденсаторы: эти конденсаторы имеют большой объемный КПД. Это означает, что они имеют большую емкость для данной единицы веса конденсатора. Одна из пластин такого конденсатора обычно представляет собой алюминиевую ленту, покрытую тонким слоем оксида алюминия.Электролитическая жидкость действует как вторая пластина. Эта жидкость имеет электрическую полярность, поэтому крайне важно обеспечить правильное добавление такого конденсатора в схему в соответствии с его полярностью.

Полимерные конденсаторы: В конденсаторах этих типов в качестве второй пластины используется полупроводник или органический полимер, проводящий электричество, а не электролитическая жидкость. Их анод обычно изготавливается из металла, такого как алюминий или тантал.

3-секционный воздушный конденсатор переменной емкости

Переменные конденсаторы: емкость этих конденсаторов можно изменять механически, регулируя электрическое напряжение или изменяя температуру.

Пленочные конденсаторы: их емкость может составлять от 5 пФ до 100 мкФ.

Есть и другие типы конденсаторов.

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы в наши дни становятся популярными. Суперконденсатор — это гибрид конденсатора и химического источника питания. Заряд сохраняется на границе, где встречаются две среды, электрод и электролит. Первый электрический компонент, который был предшественником суперконденсатора, был запатентован в 1957 году. Это был конденсатор с двойным электрическим слоем и пористым материалом, который помог увеличить емкость из-за увеличенной площади поверхности. Этот подход известен теперь как двухслойная емкость. Электроды пористые, угольные. С тех пор конструкция постоянно улучшалась, и первые суперконденсаторы появились на рынке в начале 1980-х годов.

Суперконденсаторы используются в электрических цепях как источник электроэнергии. У них много преимуществ перед традиционными батареями, включая их долговечность, небольшой вес и быструю зарядку.Вполне вероятно, что благодаря этим преимуществам суперконденсаторы в будущем заменят батареи. Главный недостаток использования суперконденсаторов заключается в том, что они вырабатывают меньшее количество удельной энергии (энергии на единицу веса), имеют низкое номинальное напряжение и большой саморазряд.

В гонках Формулы 1 суперконденсаторы используются в системах рекуперации энергии. Энергия вырабатывается, когда автомобиль замедляется. Он хранится в маховике, батарее или суперконденсаторах для дальнейшего использования.

Электромобиль A2B производства Университета Торонто. Общий вид

В бытовой электронике суперконденсаторы используются для обеспечения стабильного электрического тока или в качестве резервного источника питания. Они часто обеспечивают питание во время пиков потребления энергии в устройствах, которые используют питание от батареи и имеют переменную потребность в электроэнергии, например MP3-плееры, фонарики, автоматические счетчики электроэнергии и другие устройства.

Суперконденсаторы также используются в общественном транспорте, особенно в троллейбусах, поскольку они обеспечивают более высокую маневренность и автономное движение при проблемах с внешним источником питания.Суперконденсаторы также используются в некоторых автобусах и электромобилях.

Электромобиль A2B производства Университета Торонто. Под капотом

В наши дни многие компании производят электромобили, в том числе General Motors, Nissan, Tesla Motors и Toronto Electric. Исследовательская группа Университета Торонто вместе с компанией Toronto Electric, занимающейся дистрибьюцией электродвигателей, разработала канадскую модель электромобиля A2B. В нем используются как химические источники энергии, так и суперконденсаторы — такой способ хранения энергии называется гибридным накопителем электроэнергии.Двигатели этого электромобиля питаются от аккумуляторов массой 380 кг. Солнечные батареи также используются за дополнительную плату — они устанавливаются на крыше автомобиля.

Емкостные сенсорные экраны

В современных устройствах все чаще используются сенсорные экраны, которые управляют устройствами с помощью сенсорных панелей или экранов. Существуют различные типы сенсорных экранов, включая емкостные и резистивные, а также многие другие. Некоторые могут реагировать только на одно прикосновение, а другие реагируют на несколько прикосновений.Принцип работы емкостных экранов основан на том, что большое тело проводит электричество. Это большое тело в нашем случае и есть человеческое тело.

Поверхностные емкостные сенсорные экраны

Сенсорный экран для iPhone выполнен по технологии проецируемой емкости.

Поверхностный емкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным материалом. Как правило, этот материал отличается высокой прозрачностью и низким поверхностным сопротивлением. Часто используется сплав оксида индия и оксида олова.Электроды в углах экрана подают на резистивный материал низкое колеблющееся напряжение. Когда палец касается этого экрана, возникает небольшая утечка электрического заряда. Эта утечка обнаруживается датчиками в четырех углах, и информация отправляется контроллеру, который определяет координаты касания.

Преимущество этих экранов в их долговечности. Они могут выдерживать прикосновения с частотой до одного раза в секунду в течение до 6,5 лет. Это составляет около 200 миллионов касаний.Эти экраны имеют высокий коэффициент прозрачности, до 90%. Благодаря своим преимуществам, емкостные сенсорные экраны заменяют резистивные сенсорные экраны на рынке с 2009 года.

Недостатки емкостных экранов заключаются в том, что они плохо работают при минусовых температурах и их трудно использовать в перчатках, потому что перчатки действовать как изолятор. Сенсорный экран чувствителен к воздействию элементов, поэтому, если он расположен на внешней панели устройства, он используется только в устройствах, защищающих экран от воздействия.

Проекционные емкостные сенсорные экраны

Помимо поверхностных емкостных экранов, существуют также проекционные емкостные сенсорные экраны. Они отличаются тем, что на внутренней стороне экрана находится сетка электродов. Когда пользователь касается электрода, тело и электрод работают вместе как конденсатор. Благодаря сетке электродов легко получить координаты той области экрана, к которой прикоснулись. Этот тип экрана реагирует на прикосновения даже в тонких перчатках.

Проекционные емкостные сенсорные экраны также обладают высокой прозрачностью до 90%. Они прочные и долговечные, что делает их популярными не только в личных электронных устройствах, но и в устройствах, предназначенных для общественного использования, таких как торговые автоматы, электронные платежные системы и другие.

Эту статью написали Сергей Акишкин, Татьяна Кондратьева

У вас возникли трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.

Преобразователь единиц емкости — Преобразование измерений A-I

Наиболее часто используемое преобразование единиц измерения

Преобразование из фарадов в микрофарады (из Ф в мкФ)

1 Фарад (Ф) равен 1000000 микрофарад (мкФ) используйте этот преобразователь

Преобразование микрофарад в фарады (мкФ в Ф)

1 микрофарад (мкФ) равен 1. 0E-6 Фарад (F) используйте этот преобразователь

Преобразование микрофарад в пикофарады (мкФ в пФ)

1 микрофарад (мкФ) равен 1000000 пикофарад (пФ) используйте этот преобразователь

Пикофарады в микрофарады (пФ в мкФ) преобразование

1 пикофарад (пФ) равен 1.0E-6 Микрофарад (мкФ) использовать этот преобразователь

Определение

Емкость — количество электрических зарядов, которые может удерживать изолированный проводник. Единица СИ, используемая для описания емкости, — фарад, символ — C.

Формула емкости:

Где: q — заряды на пластинах V — напряжение между пластинами

Единицы измерения

Абфарад (abF), Аттофарад (aF), Сентифарад (cF), Кулон на вольт, Декафарад (daF), Децифарад (dF), Экзафарад (EF), Фарад (F), Фемтофарад (fF), Гигафарад (GF), Гектофарад (hF), Килофарад (kF), Мегафарад (MF), Микрофарад (µF), Миллифарад (mF), Нанофарад (nF), Петафарад (PF), Пикофарад (pF), Статфарад (statF), Терафарад (TF), Йоктофарад (yF), Йоттафарад (YF), Зептофарад (zF), Зеттафарад (ZF)

Об инструменте «Конвертер единиц емкости».

Мы используем округление в unit-conversion.info. Это означает, что некоторые результаты будут округлены, чтобы числа не становились слишком длинными. Хотя часто округление работает до определенного десятичного знака, мы решили, что ограничение длины результата 13 цифрами будет более благоприятным для сохранения согласованности результатов. Конвертеры принимают научную нотацию и немедленно преобразуют.

Что такое емкость? | Fluke

Емкость — это способность компонента или цепи накапливать и накапливать энергию в виде электрического заряда.

Конденсаторы — это устройства накопления энергии, доступные во многих размерах и формах. Они состоят из двух пластин из проводящего материала (обычно тонкого металла), зажатых между изолятором из керамики, пленки, стекла или других материалов, даже воздуха.

Изолятор, также известный как диэлектрик, увеличивает зарядную емкость конденсатора.Конденсаторы иногда называют конденсаторами в автомобильной, морской и авиационной промышленности.

Внутренние пластины подключены к двум внешним клеммам, которые иногда бывают длинными и тонкими и могут напоминать крошечные металлические антенны или ножки. Эти клеммы можно подключить к цепи.

Конденсаторы и батареи накапливают энергию. В то время как батареи выделяют энергию постепенно, конденсаторы разряжают ее быстро.

Как работает конденсатор?

Конденсатор собирает энергию (напряжение), когда ток течет по электрической цепи.Обе пластины содержат одинаковые заряды, и когда положительная пластина накапливает заряд, равный заряд стекает с отрицательной пластины.

Когда цепь отключена, конденсатор сохраняет собранную энергию, хотя обычно происходит небольшая утечка.

Различные конденсаторы (показаны цветом) в печатной плате.

Емкость выражается как отношение электрического заряда на каждом проводе к разности потенциалов (т. Е. Напряжению) между ними.

Емкость конденсатора измеряется в фарадах (Ф) — единицах, названных в честь английского физика Майкла Фарадея (1791–1867).

Фарад — это большая емкость. Большинство бытовых электрических устройств содержат конденсаторы, которые производят только доли фарада, часто тысячные доли фарада (или микрофарады, мкФ), или даже пикофарады (триллионные доли, пФ).

Суперконденсаторы, тем временем, могут хранить очень большие электрические заряды в тысячи фарад.

Как увеличить емкость

Емкость можно увеличить, если:

• Пластины (проводники) конденсатора расположены ближе друг к другу.
• Пластины большего размера обеспечивают большую площадь поверхности.
• Диэлектрик — лучший изолятор для данной области применения.

Конденсаторы бывают разных форм.

В электрических цепях конденсаторы часто используются для блокировки постоянного тока (dc), позволяя протекать переменному току (ac).

Некоторые цифровые мультиметры предлагают функцию измерения емкости, поэтому технические специалисты могут:

• Определить неизвестный или немаркированный конденсатор.
• Обнаружение обрыва или короткого замыкания конденсаторов.
• Измерьте конденсаторы напрямую и отобразите их значение.

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

конденсатор — Почему единица измерения емкости такая большая?

Причина этого в том, что система единиц, на которой она основана, — Международная система (СИ) — разработана для математической согласованности и «построена» из других единиц, размер которых оказывается более разумным. Требование математической согласованности в основном означает, что вы пытаетесь исключить как можно больше «физических констант» при измерении в вашей системе, соответствующим образом выбирая размеры ваших различных единиц, чтобы их значения равнялись 1 при измерении в этих единицах.

Чтобы лучше понять это, рассмотрим основной закон механики, второй закон Ньютона:

$$ F = ma $$

На самом деле это не самая общая форма. Закон Ньютона, на самом деле, как я полагаю, он первоначально сформулировал его, на самом деле является пропорциональностью между массой, ускорением и силой, и это должно быть «правильнее» быть

$$ F = k_N \ cdot ma $$

для некоторой константы $ k_N $, где «N» означает «Ньютон». В SI — по замыслу, к чему мы и приходим — $ k_N $ численно имеет значение 1, поэтому мы можем его опустить.Однако в других системах это может быть не так: например, в американской системе единиц, если мы измеряем массу в фунтах массы (фунт или просто «фунт»), силу в фунтах силы (фунт-сила) и ускорение. в милях в час в секунду («от 0 до 60 за 6 секунд» = 10 миль в час / сек и так далее). тогда константа $ k_N $ очень не 1, а скорее

$$ k_N \ приблизительно \ frac {1} {21.936} \ \ mathrm {\ frac {lbf} {lbm \ cdot \ left (\ frac {MPH} {sec} \ right)}} $$

(чтобы понять, откуда взялось это значение, обратите внимание на 21.2 … и запомните, какова концептуальная связь между фунтами в минуту и ​​фунтами силы …)

Итак, если я хочу, чтобы мой автомобиль мощностью 2000 фунтов разгонялся со скоростью 10 миль в час / сек, тогда двигатель должен обеспечивать силу

$$ F = \ left (\ frac {1} {21.936} \ \ mathrm {\ frac {lbf} {lbm \ cdot \ left (\ frac {MPH} {sec} \ right)}} \ right) \ left (2000 \ \ mathrm {lbm} \ right) \ left (10 \ \ mathrm {\ frac {MPH} {sec}} \ right) $$

, что составляет примерно 911 фунтов силы, или полтонны силы.

Принцип работы когерентных единиц состоит в том, что мы, по сути, определяем некоторые из единиц, а затем разрешаем это требование, чтобы эти константы были равны 1, чтобы «получить» другие.2), а затем запросите единицу силы, необходимую для того, чтобы второй закон Ньютона выглядел как его обычная форма из учебника, и в результате вы получите единицу силы, называемую Ньютоном (Н), которая является когерентной производной единицей силы в системе СИ. .

Основные единицы СИ — здесь килограмм, метр, секунда и ампер — были получены, потому что все они имеют разумный размер с человеческой точки зрения: килограмм примерно равен массе небольшого кувшина с водой, метр о талии человека от земли, второй о времени пульса человеческого сердца в состоянии покоя, а ампер — уровень электрического тока в правильном порядке диапазона для многих обычных электрических устройств.Конечно, в фактических определениях различных видов были сделаны компромиссы, чтобы упростить работу с ними, а также с целью надежного воспроизведения (например, первоначально метр был технически определен путем дробления окружности Земли, а второй — как подходящая доля дня [один период вращения Земли], которые были для своего времени лучшими стандартами), но это можно считать окончательными причинами для выбора тех более технических стандартов — примерно стремиться к человеческому масштабу.

Но когда вы начинаете извлекать из них другие, более эзотерические вещи в соответствии с этим требованием математической согласованности, вещи, как правило, не хотят всегда оставаться в человеческом масштабе, и мы в конечном итоге получаем некоторые часто «фееэпи» сюрпризы — и Фарад является хорошим примером того, что. Итак, что мы делаем, мы вставляем все эти хорошие префиксы, чтобы масштабировать эти согласованные единицы вверх или вниз, чтобы сделать из них большие или меньшие некогерентные единицы более удобного размера. Фактически, мы превращаем эти «k» в простые десятичные степени (а не мусор, как приведенные выше американские системные коэффициенты), даже если не 1.

На более глубоком уровне вы могли бы думать об этом как о том, что «естественные масштабы Вселенной« борются », чтобы заявить о себе против нашего антропоцентризма», потому что мы, по сути, уступаем некоторую почву, позволяя математической форме законов Вселенной диктовать другие наши подразделения. Если пойти еще дальше и пойти другим путем — «не борись с этим, позволь Вселенной говорить все», — получится система, аналогичная единицам Планка: система единиц, которая смехотворно расходится с человеческим масштабом (например.грамм. один метр — это примерно 100 миллиардов триллионов триллионов планковских единиц длины), но он чрезвычайно полезен, чтобы просто сформулировать фундаментальные управляющие уравнения самых глубоких физических явлений.

Емкость

• • Что такое емкость?
• • Диэлектрик.
• • диэлектрическая проницаемость.
• • Электрическая прочность и максимальное рабочее напряжение.
• • Расчет заряда конденсатора.

Емкость

Количество энергии, которое может хранить конденсатор, зависит от величины или ЕМКОСТИ конденсатора. Емкость (символ C) измеряется в базовой единице FARAD (символ F). Один фарад — это величина емкости, которая может хранить 1 кулон (6,24 x 10 ¹⁸ электронов), когда он заряжен до напряжения 1 вольт. Однако Фарада слишком большая единица для использования в электронике, поэтому следующие единицы емкости более полезны.

Дополнительный блок	Сокращение	Стандартное обозначение
мкФ	мкФ	х 10 -6
нано Фарады	нФ	х 10 -9
пико Фарадс	пФ	х 10 -12

Однако помните, что при решении проблем, связанных с емкостью, формулы и используемые значения должны быть в основных единицах измерения: фарадах, вольтах и ​​т. Д.Поэтому при вводе значения 0,47 нФ, например, в формулу (или ваш калькулятор), его следует вводить в фарадах, используя версию стандартной формы для инженерных обозначений: 0,47 x 10 ^-9 (Загрузите буклет «Советы по математике», чтобы узнать больше Информация).

Емкость зависит от четырех вещей;

1. Площадь пластин

2. Расстояние между пластинами

3. Тип диэлектрического материала

4. Температура

Из этих четырех наименьшее влияние на большинство конденсаторов оказывает температура.Стоимость большинства конденсаторов довольно стабильна в «нормальном» диапазоне температур.

Значения конденсатора могут быть фиксированными или переменными. Большинство переменных конденсаторов имеют очень маленькое значение (несколько десятков или сотен пФ). Значение может быть изменено на:

.

• • Изменение площади пластин.
• • Изменение толщины диэлектрика.

Емкость (C) ПРЯМО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА ОБЛАСТИ ДВУХ ПЛАСТИН, которые непосредственно перекрывают друг друга, чем больше площадь перекрытия, тем больше емкость.

Емкость обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. т.е. если пластины раздвигаются, емкость уменьшается.

Диэлектрик

Электроны на одной пластине конденсатора влияют на электроны на другой пластине, вызывая искажение орбит электронов внутри диэлектрического материала (изолирующего слоя между пластинами). Величина искажения зависит от природы диэлектрического материала и измеряется диэлектрической проницаемостью материала.

Разрешение

Проницаемость указывается для любого конкретного материала как ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ДОПУСТИМОСТЬ, которая является мерой эффективности диэлектрического материала. Это число без единиц, которое указывает, насколько диэлектрическая проницаемость материала больше, чем диэлектрическая проницаемость воздуха (или вакуума), для которого задана диэлектрическая проницаемость 1 (единица). Например, если диэлектрический материал, такой как слюда, имеет относительную диэлектрическую проницаемость 6, это означает, что конденсатор будет иметь диэлектрическую проницаемость, а значит, и емкость, в шесть раз больше, чем у конденсатора с такими же размерами, но диэлектриком которого является воздух.

Диэлектрическая прочность

Другой важный аспект диэлектрика — ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ. это указывает на способность диэлектрика выдерживать напряжение, приложенное к нему, когда конденсатор заряжен. В идеале диэлектрик должен быть как можно более тонким, чтобы обеспечить максимальную емкость для данного размера компонента. Однако чем тоньше диэлектрический слой, тем легче разрушаются его изоляционные свойства. Таким образом, диэлектрическая прочность определяет максимальное рабочее напряжение конденсатора.

Максимальное рабочее напряжение (VDCwkg макс.)

При использовании конденсаторов очень важно, чтобы максимальное рабочее напряжение, указанное производителем, не превышалось. В противном случае существует большая опасность внезапного пробоя изоляции внутри конденсатора. Поскольку в это время на конденсаторе существует максимальное напряжение (отсюда и пробой), большие токи будут протекать с реальным риском возгорания или взрыва в некоторых цепях.

Заряд конденсатора.

Заряд (Q) конденсатора зависит от комбинации вышеперечисленных факторов, которые можно представить вместе как емкость (C) и приложенное напряжение (V). Для компонента данной емкости соотношение между напряжением и зарядом является постоянным. Увеличение приложенного напряжения приводит к пропорциональному увеличению заряда. Эту связь можно выразить формулой;

Q = CV

или

C = Q / V

или

V = Q / C

Где V — приложенное напряжение в вольтах.

C — емкость в Фарадах.

Q — количество заряда в кулонах.

Итак, любая из этих величин может быть найдена, если известны две другие. Формулы можно легко переставить, используя простой треугольник, аналогичный тому, который используется для расчета закона Ома при проведении расчетов резисторов.

Как преобразовать конденсаторные мк-фарады в кВАр и наоборот?

Как преобразовать кВАр конденсатора в мкФарады и наоборот для улучшения коэффициента мощности?

Преобразование кВАр в мкФарад и мкфарад в кВАр

В следующем простом учебном пособии показано, как рассчитать и преобразовать требуемую емкость конденсаторной батареи в микрофарадах, а затем преобразовать в кВАр и наоборот.Мы будем использовать три простых метода для преобразования кВАр конденсатора в мкФарад и преобразования микрофарад в кВАр.

Давайте посмотрим на следующие примеры, которые показывают, как найти и преобразовать значение требуемой батареи конденсаторов как в кВАр, так и в микрофарады, которые применимы при расчете повышения коэффициента мощности и выборе размера батареи конденсаторов.

Похожие сообщения:

Пример 1:

A Однофазный двигатель 400 В, 50 Гц, потребляет ток питания 50 А при коэффициенте мощности 0. 6. Коэффициент мощности двигателя необходимо повысить до 0,9, подключив параллельно ему конденсатор. Рассчитайте требуемую емкость конденсатора как в кВАр, так и в фарадах.

Решение:

Рассчитать и преобразовать кВАр в микрофарадах

(1) Найти требуемую емкость емкости в кВАр и преобразовать ее в микрофарады для повышения коэффициента мощности с 0,6 до 0,9 (три метода)

Решение № 1 (Простой метод с использованием таблицы)

Вход двигателя = P = V x I x Cosθ

= 400 В x 50 A x 0.6

= 12 кВт

Из таблицы, множитель для улучшения коэффициента мощности с 0,60 до 0,90 равен 0,849

Требуемый конденсатор, кВАр для повышения коэффициента мощности с 0,60 до 0,90

Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x множитель таблицы 0,60 и 0,90

= 12 кВт x 0,849

= 10,188 кВАр

Решение № 2 (классический метод расчета)

Вход двигателя = P = V x I x Cosθ

= 400 В x 50 A x 0,6

= 12 кВт

Фактический P.F = Cosθ ₁ = 0..6

Требуемый P.F = Cosθ ₂ = 0,90

θ ₁ = Cos ^-1 = (0,60) = 53 ° 0,13; Tan θ ₁ = Tan (53 ° 0,13) = 1,3333

θ ₂ = Cos ^-1 = (0,90) = 25 ° 0,84; Tan θ ₂ = Tan (25 ° .50) = 0,4843

Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,60 до 0,90

Требуемый конденсатор, кВАр = P в кВт (Tan θ ₁ — Tan θ ₂ )

= 12 кВт (1.3333–0,4843)

= 10,188 кВАр

Решение № 3 (Использование калькулятора мкФарад в кВАр)

Вы можете напрямую использовать калькулятор преобразования Фарад и микрофарад в кВАр.

Связанные сообщения:

(2) Чтобы найти требуемую емкость емкости в микрофарадах и преобразовать μ-Фарады конденсатора в кВАр, чтобы улучшить коэффициент мощности с 0,6 до 0,9 (три метода)

Решение № 1 (простой метод используя таблицу)

Мы уже рассчитали требуемую емкость конденсатора в кВАр, поэтому мы можем легко преобразовать ее в фарады, используя эту простую формулу

Требуемая емкость конденсатора в фарадах / микрофарадах

C = кВАр / (2 π f V ² ) в микрофарадах

Вычисление значений в приведенной выше формуле

= (10. 188 кВАр) / (2π x 50 Гц x 400 ² В)

= 2,0268 x 10 ^-4

= 202,7 x 10 ^-6

= 202,7 мкФ

Решение № 2 (классический метод расчета)

кВАр = 10,188… (i)

Мы это знаем;

I _C = V / X _C

Тогда как X _C = 1 / 2π xfx C

I _C = V / (1 / 2π xfx C)

I _C = V x 2π xfx C

= (400 В) x 2π x (50 Гц) x C

I _C = 125663.7 x C

And,

kVAR = (V x I _C ) / 1000… [kVAR = (V x I) / 1000]

= 400 x 125663,7 x C

I _C = 50265,48 x C… (ii)

Приравнивая уравнения (i) и (ii), мы получаем

50265,48 x C = 10,188C

C = 10,188 / 50265,48

C = 2,0268 x 10 ^-4

C = 202,7 x 10 ^-6

C = 202,7 мкФ

Решение № 3 (с использованием калькулятора кВАр в мкФарад)

Вы можете использовать калькулятор преобразования кВАр в Фарад и микрофарад.

Конденсатор Формула преобразования мкФарад в кВАр и кВАр в мкФарад

Следующие формулы используются для расчета и преобразования кВАр конденсатора в фарады и наоборот

Требуемая емкость конденсатора в фарадах / микрофарадах.

Конденсатор, кВАр в фарадах и микрофарадах

• C = кВАр x 10 ³ / 2π xfx V ² … в Фарадах
• C = 159,155 x Q в кВАр / fx V ² 900… в фарадах C = kVAR x 10 ⁹ / (2π x f x V ² )… в микрофарадах
• C = 159.155 x 10 ⁶ x Q в кВАр / ф x В ² … в микрофарадах

Требуемая емкость конденсатора в кВАр

Конвертировать конденсаторные фарады и микрофарады в ВАр, кВАр и МВАр.

• VAR = C x 2π xfx V ² x 10 ^-6 … VAR
• VAR = C в мкФ xf x V ² / (159,155 x 10 ³ )… в VAR
• кВАр = C x 2π xfx V ² x 10 ^-9 … в кВАр
• кВАр = C в мкФ xfx V ² ÷ (159.