Przeczytaj - Czym jest pojemność elektryczna?

RuKKYAUzpiQtl

To ciekawe

Zapewne znane ci jest pojęcie pojemności. Prawdopodobnie kojarzy ci się ono z objętością naczynia. Ale czy wiesz, czym jest pojemność elektryczna i czym jest farad?

Farad jest jednostką pojemności elektrycznej. Jest to nieco nietypowa jednostka w porównaniu np. do metra, sekundy czy kilograma - o ile nie dziwią nas sekundowe odstępy czasu, metrowe odległości czy masy rzędu kg, pojemność jednego farada jest tak duża, że nawet pojemność kuli ziemskiej stanowi jej niewielki ułamek.

Twoje cele

dowiesz się, czym jest pojemność elektryczna i czym jest farad,
przeanalizujesz związek farada z jednostkami podstawowymi układu SI,
zrozumiesz potrzebę stosowania przedrostków mikro-, nano- i piko- dla pojemności wyrażanej w faradach.

Warto przeczytać

Pojemność elektryczna jest wielkością fizyczną charakteryzującą przewodniki. Oznaczamy ją literą $C$ . Miarą tej wielkości jest stosunek zgromadzonego na przewodniku ładunku $q$ do zmiany potencjału przewodnika $Δ V$ , jaki wprowadzenie tego ładunku spowoduje:

C = \frac{q}{Δ V}

Jeśli podajemy pojemność, musimy podać nie tylko jej wartość, ale też jednostkę. Jednostką obowiązującego w Polsce układu SIUkład SIukładu SI jest farad,

1 F = \frac{1 C}{1 V}

Możemy również zdefiniować farad używając jednostek podstawowych układu SIUkład SIukładu SI. Widząc, że:

kulomb definiujemy jako amper razy sekunda, $C = A \cdot s$ ,
wolt jako dżul przez kulomb, $V = \frac{J}{C}$ ,
dżul jako $J = \frac{m^{2} \cdot k g}{s^{2}}$ , możemy zapisać farad jako

F = \frac{C}{V} = \frac{C}{\frac{J}{C}} = \frac{C^{2}}{J} = \frac{{(A \cdot s)}^{2}}{\frac{m^{2} \cdot k g}{s^{2}}} =

= {(A \cdot s)}^{2} \cdot \frac{s^{2}}{m^{2} \cdot k g} = \frac{A^{2} \cdot s^{4}}{m^{2} \cdot k g}

Jednostka ta została wprowadzona w XIX wieku. Jej nazwa pochodzi od nazwiska słynnego uczonego angielskiego, fizyka i chemika Michaela Faradaya (1791- 1867) (Rys. 1.)

R1UNaKQjG7iYr

Rys. 1. Rycina przedstawia młodego mężczyznę o ufryzowanych w loki włosach, ubranego w elegancki surdut i białą koszulę. Mężczyzna pozuje do portretu. — Rys 1. Michael Faraday (1791- 1867). Miał wielki wkład w powstanie i rozwój elektrodynamiki. Odkrył m.in. zjawisko indukcji elektromagnetycznej oraz samoindukcji, zbudował pierwszy model silnika elektrycznego oraz wprowadził pojęcie linii sił pola. [Źródło: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Faraday_Cochran_Pickersgill.jpg [Public domain]]

Pojemność jednego farada oznacza, że gdybyśmy w przewodniku umieścili ładunek o wartości jednego kulomba, potencjał przewodnika wzrósłby o jeden wolt.

Farad jest olbrzymią jednostką, dlatego częściej spotykamy się z jego podwielokrotnościami. Podwielokrotności określają ułamkowe części farada np.

mikrofarad, $1 µ F = 10^{- 6} F$
nanofarad $1 n F = 10^{- 9} F$
pikofarad $1 p F = 10^{- 12} F$

Słowniczek

Układ SI

Międzynarodowy Układ Jednostek Miar. Skrót SI pochodzi od francuskiej nazwy: Système international d'unités. Układ ten został zatwierdzony w 1960 Generalną Konferencję Miar. Układ ten zawiera 7 jednostek podstawowych (metr – długość, kilogram – masa, sekunda – czas, amper – prąd elektryczny, kelwin – temperatura, kandela – światłość, mol – liczność materii). W oparciu o te jednostki definiuje się jednostki pochodne. Układ SI oficjalnie obowiązuje we wszystkich krajach z wyjątkiem Stanów Zjednoczonych, Liberii i Mjanmy.

Przemyśl

Czym jest pojemność elektryczna?

To ciekawe

Warto przeczytać

Słowniczek