فاراد (Farad) (در شیمی فیزیک)، در فیزیک (Physics)
انواع واحدها (Unit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
فاراد (Farad) (در شیمی فیزیک) :
Farad (فاراد) یکای ظرفیت خازنی در سیستم بین المللی (SI) است. این واحد به نام مایکل فارادی، دانشمند بریتانیایی و کاشف القای الکترومغناطیسی، نام گذاری شده است. یک فاراد برابر است با ظرفیت خازنی که با ذخیره یک کولن بار، اختلاف پتانسیل یک ولت بین صفحات آن ایجاد شود:
\[ 1\,\text{F} = 1\,\text{C}/\text{V} \].
یک فاراد واحد بسیار بزرگی است. در عمل، خازن های معمولی ظرفیت هایی در حد میکروفاراد (μF = 10⁻⁶ F)، نانوفاراد (nF = 10⁻⁹ F) و پیکوفاراد (pF = 10⁻¹² F) دارند.
ظرفیت یک خازن تخت با مساحت صفحات A، فاصله d و ثابت دی الکتریک κ به صورت زیر است:
\[ C = \kappa \epsilon_0 \frac{A}{d} \]، که
\[ \epsilon_0 \]تراوایی خلأ است.
انرژی ذخیره شده در یک خازن با ظرفیت C که به ولتاژ V وصل شده، برابر با
\[ U = \frac{1}{2}CV^2 \]است. برای مثال، یک خازن ۱۰ میکروفارادی با ولتاژ ۱۰۰ ولت، انرژی ۰.۰۵ ژول ذخیره می کند.
\[ C = \frac{Q}{V} \qquad U = \frac{1}{2}CV^2 \]ابرخازن ها (supercapacitors) می توانند ظرفیت چند فاراد تا چند هزار فاراد داشته باشند و در خودروهای هیبریدی و ذخیره انرژی کاربرد دارند.
مثال: یک خازن ۱۰۰۰ میکروفارادی (۰.۰۰۱ F) با ولتاژ ۱۰۰ ولت، انرژی ۵ ژول ذخیره می کند. خازن های تانتالیوم معمولا چند میکروفاراد تا چند صد میکروفاراد ظرفیت دارند. خازن های سرامیکی کوچک معمولا پیکوفاراد هستند.
فاراد واحد اصلی برای ظرفیت خازنی است.
