Faradio

faradio
Condensador ideal cuya capacidad se expresa en faradios.
Estándar	Unidades derivadas del Sistema Internacional
Magnitud	Capacidad eléctrica
Símbolo	F
Nombrada en honor de	Michael Faraday
Equivalencias
Unidades básicas del Sistema Internacional	1 F = s4 A2 m-2 kg-1
Sistema CGS	1 F = 8,9875517874 × 1011 statfaradio

Se denomina faradio​ o farad​ (símbolo: F) a la unidad de capacidad eléctrica del Sistema Internacional de Unidades (SI). Recibe el nombre en honor a Michael Faraday.

Un faradio es la capacidad de un condensador entre cuyas placas existe una diferencia de potencial eléctrico de 1 voltio (1 V) cuando está cargado de una cantidad de electricidad igual a un culombio (1 C).

En electrotecnia mide más específicamente la capacidad de un condensador o un sistema de conductores, es decir, la carga que puede almacenar cuando se le aplica una tensión.​

${\mbox{F}}=\,\mathrm {\frac {A\cdot s}{V}} ={\dfrac {\mbox{C}}{\mbox{V}}}={\dfrac {{\mbox{C}}^{2}}{\mbox{J}}}={\dfrac {{\mbox{C}}^{2}}{{\mbox{N}}\cdot {\mbox{m}}}}={\dfrac {{\mbox{s}}^{2}\cdot {\mbox{C}}^{2}}{{\mbox{m}}^{2}\cdot {\mbox{kg}}}}={\dfrac {{\mbox{s}}^{4}\cdot {\mbox{A}}^{2}}{{\mbox{m}}^{2}\cdot {\mbox{kg}}}}={\dfrac {\mbox{s}}{\Omega }}$

En donde:

• F = Faradio
• A = Amperio
• V = Voltio
• C = Culombio
• J = Julio
• m = metro
• N = Newton
• s = Segundo
• W = Vatio
• kg = Kilogramo
• Ω = Ohmio
• H = Henrio

No debe confundirse con el faraday (unidad), que es una antigua unidad de carga eléctrica equivalente a la constante de Faraday.

Definición

Un faradio se define como la capacitancia a través de la cual, cuando la cargada con un culombio, hay una diferencia de potencial de un voltio.​ Igualmente, un faradio puede describirse como la capacidad que almacena una carga de un culombio a través de una diferencia de potencial de un voltio.​

La relación entre capacitancia, carga y diferencia de potencial es lineal. Por ejemplo, si la diferencia de potencial a través de un condensador se reduce a la mitad, la cantidad de carga almacenada por ese condensador también se reducirá a la mitad.

Para la mayoría de las aplicaciones, el faradio es una unidad de capacidad poco práctica. La mayoría de las aplicaciones eléctricas y electrónicas están cubiertas por los siguientes prefijos del SI:

• 1 mF (milifaradio, una milésima (10^-3) de un faradio) = 0.001 F = 1000 μF = 1000000 nF
• 1 μF (microfaradio, una millonésima (10^-6) de un faradio) = 0.000 001 F = 1000 nF = 1000000 pF
• 1 nF (nanofaradio, una billonésima (10^-9) de un faradio) = 0.000 000 001 F = 0.001 μF = 1000 pF
• 1 pF (picofaradio, una trillonésima (10^-12) de un faradio) = 0.000 000 000 001 F = 0.001 nF

Igualdades

Un faradio es una unidad derivada basada en cuatro de las siete unidades base del Sistema Internacional de Unidades: kilogramo (kg), metro (m), segundo (s), y amperio (A).

Expresado en combinaciones de unidades del SI, el faradio es:

${\text{F}}={\dfrac {{\text{s}}^{4}{\cdot }{\text{A}}^{2}}{{\text{m}}^{2}{\cdot }{\text{kg}}}}={\dfrac {{\text{s}}^{2}{\cdot }{\text{C}}^{2}}{{\text{m}}^{2}{\cdot }{\text{kg}}}}={\dfrac {\text{C}}{\text{V}}}={\dfrac {{\text{A}}{\cdot }{\text{s}}}{\text{V}}}={\dfrac {{\text{W}}{\cdot }{\text{s}}}{{\text{V}}^{2}}}={\dfrac {\text{J}}{{\text{V}}^{2}}}={\dfrac {{\text{N}}{\cdot }{\text{m}}}{{\text{V}}^{2}}}={\dfrac {{\text{C}}^{2}}{\text{J}}}={\dfrac {{\text{C}}^{2}}{{\text{N}}{\cdot }{\text{m}}}}={\dfrac {\text{s}}{\Omega }}={\dfrac {1}{\Omega {\cdot }{\text{Hz}}}}={\dfrac {\text{S}}{\text{Hz}}}={\dfrac {{\text{s}}^{2}}{\text{H}}},$

donde F = faradio, C = coulombio, V = voltio, W = vatio, J = julio, N =newton.

En unidades básicas del SI, el faradio se expresa de la siguiente manera:

Ф = А²·s⁴·kg⁻¹·m⁻².

Historia

El término "faradio" fue acuñado originalmente por Latimer Clark y Charles Bright en 1861,​ in honor of Michael Faraday, for a unit of quantity of charge, but by 1873, the farad had become a unit of capacitance.​ En 1881, en el Congreso Internacional de Electricistas de París, se utilizó oficialmente el nombre de farad para la unidad de capacidad eléctrica.​​

Explicación

Ejemplos de diferentes tipos de condensadores

Un condensador suele estar formado por dos superficies conductoras, a menudo denominadas placas, separadas por una capa aislante que suele denominarse dieléctrico. El condensador original fue la jarra de Leyden desarrollada en el siglo XVIII. La acumulación de carga eléctrica en las placas es lo que da lugar a la capacitancia. Los condensadores modernos se construyen utilizando una serie de técnicas de fabricación y materiales para proporcionar la extraordinariamente amplia gama de valores de capacitancia utilizados en aplicaciones electrónicas, desde los femtofaradios hasta los faradios, con valores de tensión máxima que van desde unos pocos voltios hasta varios kilovoltios.

Los valores de los condensadores suelen estar especificados en faradios (F), microfaradios (μF), nanofaradios (nF) y picofaradios (pF).​ El milifaradio se utiliza raramente en la práctica (una capacidad de 4,7 mF (0,0047 F), por ejemplo, se escribe en su lugar como 4700 μF), mientras que el nanofaradio es poco común en Norteamérica.​ El tamaño de los condensadores disponibles en el mercado oscila entre unos 0,1 pF y 5000F (5 kF) supercondensadores. La capacitancia parásita en los circuitos integrados de alto rendimiento puede medirse en femtofaradios (1 fF = 0.001 pF = 10¹⁵ F), mientras que los equipos de prueba de alto rendimiento pueden detectar cambios en la capacitancia del orden de decenas de attofaradios (1 aF = 10¹⁸ F). ​

Un valor de 0,1 pF es aproximadamente el más pequeño disponible en condensadores para uso general en el diseño electrónico, ya que los más pequeños estarían dominados por la capacitancia parásitas de otros componentes, cableado o placa de circuito impresos. Los valores de capacitancia de 1 pF o inferiores se pueden conseguir retorciendo dos tramos cortos de cable aislado.​​

Se calcula que la capacitancia de la ionosfera de la Tierra con respecto al suelo es de aproximadamente 1 F.​

Terminología informal y obsoleta

El picofaradio (pF) a veces se pronuncia coloquialmente como "puff" o "pic", como en "un condensador de diez pufs".​ De manera similar, "mic" (pronunciado "mike") se utiliza a veces informalmente para significar microfaradios.

Se han utilizado y se utilizan a menudo abreviaturas no estándar. Los faradios se han abreviado como "f", "fd" y "Fd". Para el prefijo "micro-", cuando la letra griega minúscula "μ" o el signo de micro legado "μ" no está disponible (como en las máquinas de escribir) o es inconveniente introducirlo, a menudo se sustituye por la "u" o "U" de aspecto similar, con poco riesgo de confusión. También se sustituyó por la "M" o "m", de apariencia similar, lo que puede resultar confuso porque la M significa oficialmente 1.000.000, y la m, preferentemente, 1/1000. En los textos anteriores a 1960, y en los paquetes de condensadores hasta hace poco, "microfaradio(s)" se abreviaba "mf" o "MFD" en lugar del moderno "μF". Un catálogo de Radio Shack de 1940 enumeraba el valor nominal de cada condensador en "Mfd.", desde 0,000005 Mfd. (5 pF) hasta 50 Mfd. (50 μF).​

"Micromicrofaradio" o "micromicrofaradio" es una unidad obsoleta que se encuentra en algunos textos y etiquetas antiguas, contiene un prefijo doble métrico no estándar. Es exactamente equivalente a un picofaradio (pF). Se abrevia μμF, uuF, o (confusamente) "mmf", "MMF", o "MMFD".

Resumen de las unidades de capacitancia obsoletas: (no se muestran las variaciones de mayúsculas y minúsculas)

• μF (microfaradio) = mf, mfd
• pF (picofaradio) = mmf, mmfd, pfd, μμF

Conceptos relacionados

El recíproco de la capacitancia se denomina elastancia eléctrica, cuya unidad (no estándar, no IS) es el daraf.​

Múltiplos del SI

A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.

Múltiplos del Sistema Internacional para faradio (F)

Submúltiplos				Múltiplos
Valor	Símbolo	Nombre		Valor	Símbolo	Nombre
10−1 F	dF	decifaradio		101 F	daF	decafaradio
10−2 F	cF	centifaradio		102 F	hF	hectofaradio
10−3 F	mF	milifaradio		103 F	kF	kilofaradio
10−6 F	µF	microfaradio		106 F	MF	megafaradio
10−9 F	nF	nanofaradio		109 F	GF	gigafaradio
10−12 F	pF	picofaradio		1012 F	TF	terafaradio
10−15 F	fF	femtofaradio		1015 F	PF	petafaradio
10−18 F	aF	attofaradio		1018 F	EF	exafaradio
10−21 F	zF	zeptofaradio		1021 F	ZF	zettafaradio
10−24 F	yF	yoctofaradio		1024 F	YF	yottafaradio
10−27 F	rF	rontofaradio		1027 F	RF	ronnafaradio
10−30 F	qF	quectofaradio		1030 F	QF	quettafaradio
Prefijos comunes de unidades están en negrita.

Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a Michael Faraday. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (F), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (faradio), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.

Basado en The International System of Units, sección 5.2.

Además en ámbitos técnicos se utiliza la unidad micro-microfaradio escita como MMFD, mmfd, MMF o uuF la cual es equivalente al picofaradio (pF).​

Véase también

• Capacitancia
• Electricidad

Enlaces externos

• Herramienta de conversión de unidades de faradio

• Datos: Q131255