法拉
法拉（Template:Langx）是电容的国际单位，简称法，单位符号为F。是一种国际单位制导出单位[1]，是以发现电磁感应现象的英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）的名字而命名的。[2]
由<math>\mbox{F}= \dfrac{\mbox{C}}{\mbox{V}}</math>可知，1法拉的电容上，如果带有一伏特的电压差，会产生一库仑的电量[3]。法拉单位较大，常用是微法（μF）、皮法（pF）等。[4]
历史[编辑]
| 国际单位制电学单位 | |||
|---|---|---|---|
| 基本单位 | |||
| 单位 | 符号 | 物理量 | 注 |
| 安培 | A | 电流 | |
| 导出单位 | |||
| 单位 | 符号 | 物理量 | 注 |
| 伏特 | V | 电势，电势差，电动势 | = W/A |
| 欧姆 | Ω | 电阻，电抗，阻抗 | = V/A |
| 法拉 | F | 电容 | |
| 亨利 | H | 电感 | |
| 西门子 | S | 电导，导纳，磁化率 | = Ω−1 |
| 库仑 | C | 电荷量 | = A⋅s |
| 欧姆⋅米 | Ω⋅m | 电阻率 | ρ |
| 西门子/每米 | S/m | 电导率 | |
| 法拉/每米 | F/m | 电容率；介电常数 | ε |
| 反法拉 | F −1 | 电弹性 | = F −1 |
| 伏安 | VA | 交流电功率，视在功率 | |
| 无功伏安 | var | 无功功率，虚功 | |
| 瓦特 | W | 电功率，有功功率，实功 | = J/s |
| 千瓦⋅时 | kW⋅h | 电能 | = 3.6 MJ |
早期电磁学中的单位和单位制非常混乱。1861年，英国的布莱特（C. Bright）和克拉克（L. Clark）在《论电量和电阻标准的形成》一文中倡议建立一种统一的实用单位[5]，得到了汤姆生的支持。同年，英国科学促进会成立了以汤姆生为首的六人电标准委员会，引入电阻单位欧姆、电势单位伏特[6]。1881年，巴黎第一届国际电学家大会增加了电流单位安培，同时引入了电量的实用单位库仑和电容的实用单位法拉[7]。
实用单位制是电磁量中的第三套单位制，附属于厘米-克-秒制，仍是“绝对”定义。为了更方便检测，在1893年芝加哥第四届国际电学家大会上对实用单位规定了实物基准，并冠以“国际”词头。如国际欧姆、国际安培作为基础单位，国际伏特、国际库伦、国际法拉作为导出单位，从此被普遍使用。[8][9]
CGS制下的对应单位[编辑]
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绝对法拉（abfarad，缩写abF）是厘米-克-秒制（CGS制）的电磁单位制下的电容单位，等于109法拉（1 gigafarad, GF），此单位很大，只在医疗术语中会出现。[10]
静法拉缩写statF，是厘米-克-秒制的静电单位制下的电容单位，是1静库仑的电荷在电势差为1静伏特下的电容，相当于1/(10−5c2)法拉，也就是1.1126 picofarads。1 静法拉的电容是半径一厘米的球壳在真空介质下相对无穷远处形成的电容。
单位换算[编辑]
<math>\mbox{F} = \,\mathrm{\frac{A \cdot s}{V} = \dfrac{\mbox{J}}{\mbox{V}^2} = \dfrac{\mbox{W} \cdot \mbox{s}}{\mbox{V}^2} = \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}} = \dfrac{\mbox{s}^{2}}{\mbox{H}} </math>
其中，F-法拉，A-安培，V-伏特，C-库伦，J-焦耳，m-米，N-牛顿，s-秒，W-瓦特，kg-千克， Ω-欧姆，H-亨利。
电容不同单位之间的换算：
- Farads：法拉/法
- Millifarads：毫法拉
- Microfarads：微法
- Nanofarads：奈法
- picofarads：微微法或皮法
<math> 1 F = 10^3 mF = 10^6 \mu F = 10^9 nF = 10^{12} pF </math>[11]
参考文献[编辑]
脚注[编辑]
- ↑ 中华人民共和国国务院. 链接至维基文库 中华人民共和国法定计量单位. 维基文库. 1984-02-27.
- ↑ H. G. Jerrard; Donald Burgess McNeill; 赵民初; 何明高. 科学单位词典. 科学出版社. 1983: 82 （中文（简体））.
- ↑ 张秀田. 法定计量单位浅释. 石油工业出版社. 1984: 70.
- ↑ 韩瑞功 2004，第6页
- ↑ Latimer Clark; Sir Charles Bright. On the formation of standards of electrical quantity and resistance. Mathematics and Physics. the Thirty-first Meeting of the British Association for the Advancement of Science: 37–38. 1861. （原始内容存档于2021-03-13） 使用
|archiveurl=需要含有|url=(帮助) （English）. - ↑ 郭奕玲 1993，第456-457页
- ↑ Tunbridge, Paul. Lord Kelvin : his influence on electrical measurements and units. London: Peregrinus. 1992: 26, 39–40 [2015-05-05]. ISBN 9780863412370. （原始内容存档于2018-12-26）.
- ↑ 郭奕玲 1993，第457-458页
- ↑ 黄色的围墙. 英国物理学家——开尔文. 讓表達流暢起來. Hyweb Technology Co. Ltd. 2012.
- ↑ 鲁绍曾 1995，第801页
- ↑ 电容的单位换算,电容单位换算器 - 电子发烧友网. www.elecfans.com. [2018-10-21]. （原始内容存档于2021-03-13）.
书籍[编辑]
- 鲁绍曾, 计量学辞典, 中国计量出版社: 801, 1995, ISBN 7-5026-0745-5
- 郭奕玲, 物理学史, 清华大学出版社, 1993, ISBN 7302011877
- 韩瑞功, 物理学基础与应用技术, 清华大学出版社, 2004, ISBN 7810822233
