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 = s^4 A^2 m^-2 kg^-1
Sistema CGS	1 F = 8,9875517874 × 10^11 statfaradio

Se denomina faradio[1]​ (en el original, farad[2]​; 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).[3]​

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.[4]​

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

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.[3]​ 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.[5]​

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 milmillonésima (10^-9) de un faradio) = 0.000 000 001 F = 0.001 μF = 1000 pF
• 1 pF (picofaradio, una billonésima (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:

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

donde F = faradio, C = coulombio, V = voltio, W = vatio, J = julio, N = newton, Ω = Ohmio, Hz = Hercio, S = siemens, H = henry, A = amperio.[6]​

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

Ф = А^2·s^4·kg^−1·m^−2.

Historia

El término "faradio" fue acuñado originalmente por Latimer Clark y Charles Bright en 1861,[7]​ en honor de Michael Faraday, para una unidad de carga eléctrica, pero para 1873, el faradio se convirtió en una unidad de capacitancia.[8]​ En 1881, en el Congreso Internacional de Electricistas de París, se utilizó oficialmente el nombre de farad para la unidad de capacidad eléctrica.[9]​[10]​

Explicación

Ejemplos de diferentes tipos de condensadores.

Distintos tipos de condensadores: electrolíticos, cerámicos, de aire,...

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).[11]​ 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.[12]​ 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 = 10^15 F), mientras que los equipos de prueba de alto rendimiento pueden detectar cambios en la capacitancia del orden de decenas de attofaradios (10^18 aF = 1 F).[13]​

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.[14]​[15]​

Se calcula que la capacitancia de la ionosfera de la Tierra con respecto al suelo es de aproximadamente 1 F.[16]​

Terminología informal y obsoleta

El picofaradio (pF) a veces se pronuncia coloquialmente como "puff" o "pic", como en "un condensador de diez pufs".[17]​ 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).[18]​

"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 perteneciente al Sistema Internacional de Unidades) es el daraf.[19]​

Múltiplos del Sistema Internacional de Unidades

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		10^1 F	daF	decafaradio
10^−2 F	cF	centifaradio		10^2 F	hF	hectofaradio
10^−3 F	mF	milifaradio		10^3 F	kF	kilofaradio
10^−6 F	µF	microfaradio		10^6 F	MF	megafaradio
10^−9 F	nF	nanofaradio		10^9 F	GF	gigafaradio
10^−12 F	pF	picofaradio		10^12 F	TF	terafaradio
10^−15 F	fF	femtofaradio		10^15 F	PF	petafaradio
10^−18 F	aF	attofaradio		10^18 F	EF	exafaradio
10^−21 F	zF	zeptofaradio		10^21 F	ZF	zettafaradio
10^−24 F	yF	yoctofaradio		10^24 F	YF	yottafaradio
10^−27 F	rF	rontofaradio		10^27 F	RF	ronnafaradio
10^−30 F	qF	quectofaradio		10^30 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).[20]​

Véase también

• Capacitancia
• Electricidad
• Voltio
• Amperio
• Culombio
• Unidad de medida
• Condensador eléctrico

Referencias

1. Real Academia Española. «faradio». Diccionario de la lengua española (23.ª edición). Consultado el 21 de marzo de 2015. 
2. Real Academia Española. «farad». Diccionario de la lengua española (23.ª edición). Consultado el 21 de marzo de 2015. 
3. The International System of Units (SI) (8th edición). Bureau International des Poids et Mesures (International Committee for Weights and Measures). 2006. p. 144. 
4. Bureau international des poids et mesures (2006). «cap.2, pág.54». Le Système international d'unités (8ª edición). ISBN 92-822-2213-6. «Le farad est la capacité d’un condensateur électrique entre les armatures duquel apparaît une différence de potentiel électrique de 1 volt, lorsqu’il est chargé d’une quantité d’électricité égale à 1 coulomb.» 
5. Peter M B Walker, ed. (1995). Diccionario de Ciencia y Tecnología. Larousse. ISBN 0752300105. 
6. org/documents/20126/41483022/SI-Brochure-9-EN.pdf/2d2b50bf-f2b4-9661-f402-5f9d66e4b507 El Sistema Internacional de Unidades (SI) (9ª edición). Bureau International des Poids et Mesures. 2019. p. 138. 
7. . Como nombres para las unidades de diversas magnitudes eléctricas, Bright y Clark sugirieron "ohma" para la tensión, "farad" para la carga, "galvat" para la corriente y "volt" para la resistencia. Véase:
   • Latimer Clark and Sir Charles Bright (1861) "On the formation of standards of electrical quantity and resistance," Report of the Thirty-first Meeting of the British Association for the Advancement of Science (Manchester, England: September 1861), section: Mathematics and Physics, pp. 37-38.
   • Latimer Clark and Sir Charles Bright (November 9, 1861) "Measurement of electrical quantities and resistance," The Electrician, 1 (1): 3–4.
8. Sir W. Thomson, etc. (1873) "First report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units," Report of the 43rd Meeting of the British Association for the Advancement of Science (Bradford, September 1873), pp. 222-225. From p. 223: "The "ohm," as represented by the original standard coil, is approximately 10^9 C.G.S. units of resistance: the "volt" is approximately 10^8 C.G.S. units of electromotive force: and the "farad" is approximately 1/10^9 of the C.G.S. unit of capacity."
9. (Anon.) (September 24, 1881) "The Electrical Congress," The Electrician, 7: 297. From p. 297: "7. The name farad will be given to the capacity defined by the condition that a coulomb in a farad gives a volt."
10. Tunbridge, Paul (1992). Lord Kelvin: his influence on electrical measurements and units. London: Peregrinus. pp. 26, 39-40. ISBN 9780863412370. Consultado el 5 de mayo de 2015. 
11. Braga, Newton C. (2002). Robótica, Mecatrónica e Inteligencia Artificial. Newnes. p. 21. ISBN 0-7506-7389-3. Consultado el 17 de septiembre de 2008. «Las unidades de medida comunes son el microfaradio (μF), que representa 0,000,001 F; el nanofaradio (nF), que representa 0. 000,000,001 F; y el picofaradio (pF), que representa 0,000,000,000,001 F.» 
12. Platt, Charles (2009). Make: Electronics: Learning Through Discovery. O'Reilly Media. p. 61. ISBN 9781449388799. Consultado el 22 de julio de 2014. «Los nanofaradios también se utilizan, con más frecuencia en Europa que en Estados Unidos.» 
13. Gregorian, Roubik (1976). Circuitos integrados MOS analógicos para el procesamiento de señales. John Wiley & Sons. p. 78. 
14. Pease, Bob (2 de septiembre de 1993). «What's All This Femtoampere Stuff, Anyhow?». Electronic Design. Consultado el 9 de marzo de 2013. 
15. Pease, Bob (1 de diciembre de 2006). «What's All This Best Stuff, Anyhow?». Electronic Design. Consultado el 9 de marzo de 2013. 
16. Williams, L. L. (Enero 1999). «Propiedades eléctricas de la atmósfera de la feria y la posibilidad de descarga observable en objetos en movimiento». Archivado desde el original el 21 de diciembre de 2016. Consultado el 13 de agosto de 2012. 
17. «Puff». Wolfram Research. Consultado el 9 de junio de 2009. 
18. «1940 Radio Shack Catalog - Page 54 - Condensers». radioshackcatalogs.com. Archivado desde el original el 11 de julio de 2017. Consultado el 11 de julio de 2017. 
19. «Daraf». Webster's Online Dictionary. Archivado desde el original el 4 de octubre de 2011. Consultado el 19 de junio de 2009. 
20. MF - MMFD Conversion Chart (en inglés)

Bibliografía

• Gran Enciclopedia Rusa  : [en 35 volúmenes] / cap. edición Yu. S. Osipov . - M.  : Gran Enciclopedia Rusa, 2004-2017.

Enlaces externos

• Herramienta de conversión de unidades de faradio
• Tagungsbericht des 1. Congrès international des électriciens, Paris, 1881 (französisch), Zugriff 6. März 2023. Beschluss vom 21. Sept. 1881: Definition der Einheiten Ohm, Volt, Ampere, Coulomb und Farad; Realisierung des Ohm über ein Quecksilbernormal (Seite 246 und 249).
• Farad unit conversion tool

• Datos: Q131255
• Multimedia: Farad / Q131255