Farad

Tidak sama dengan satuan faraday. Untuk pemukiman zaman kuno di California, lihat Farad, California.

Farad (symbol: F) merupakan satuan turunan SI untuk kapasitansi listrik, yaitu kemampuan suatu benda untuk menyimpan muatan listrik. Dinamakan menurut fisikawan Inggris, Michael Faraday.

Definisi

Satu farad didefinisikan sebagai kapasitansi suatu kapasitor yang dilintasi oleh listrik dengan muatan satu coulomb, sehingga terdapat perbedaan potensial listrik sebesar satu volt. Kebalikannya, merupakan kapasitansi yang ketika dialiri listrik dengan perbedaan potensial satu volt, bermuatan satu coulomb. Satu coulomb sama dengan jumlah muatan (elektron) yang dihasilkan oleh arus sebesar satu ampere (A) yang mengalir selama satu detik. Sebagai contoh, perbedaan potensial di antara dua terminal suatu kapasitor 2 F akan meningkat secara linier setiap 1 V ketika suatu arus 2 A mengalir melaluinya selama 1 detik.

Pada kebanyakan aplikasi, farad merupakan satuan kapasitansi yang berukur besar dan tidak praktis. Kebanyakan aplikasi elektronik menggunakan awalan SI berikut:

• 1 mF (milifarad, seperseribu (Templat:10^) farad) = Templat:Gaps μF = Templat:Gaps nF
• 1 μF (mikrofarad, sepersejuta (Templat:10^) farad) = Templat:Gaps nF = Templat:Gaps pF
• 1 nF (nanofarad, sepersatu miliar (Templat:10^) farad) = Templat:Gaps pF
• 1 pF (pikofarad, sepersatu triliun (Templat:10^) farad)

Persamaan

Satu farad mempunyai representasi satuan pokok SI berikut: sTemplat:Sup × ATemplat:Sup × mTemplat:Sup × kgTemplat:Sup

Lebih lanjut dapat dinyatakan sebagai:

$\text{F}=\frac{A\cdot s}{V}\mathrm{=}\frac{\text{J}}{{\text{V}}^2}\mathrm{=}\frac{\text{W}\cdot \text{s}}{{\text{V}}^2}\mathrm{=}\frac{\text{C}}{\text{V}}\mathrm{=}\frac{{\text{C}}^2}{\text{J}}\mathrm{=}\frac{{\text{C}}^2}{\text{N}\cdot \text{m}}\mathrm{=}\frac{{\text{s}}^2\cdot {\text{C}}^2}{{\text{m}}^2\cdot \text{kg}}\mathrm{=}\frac{{\text{s}}^4\cdot {\text{A}}^2}{{\text{m}}^2\cdot \text{kg}}\mathrm{=}\frac{\text{s}}{\mathrm{\Omega }}=\frac{{\text{s}}^2}{\text{H}}$

di mana A=ampere, V=volt, C=coulomb, J=joule, m=meter, N=newton, s=second (detik), W=watt, kg=kilogram, Ω=ohm, H=henry.

Sejarah

Istilah "farad" diperkenalkan oleh Josiah Latimer Clark pada tahun 1861, untuk menghormati Michael Faraday, tetapi saat itu sebagai satuan kuantitas muatan.

Penjelasan

Contoh-contoh berbagai jenis kapasitor

Suatu kapasitor terdiri dari dua permukaan yang bersifat konduktor, sering kali disebut "plat", yang dipisahkan oloeh suatu lapisan insulator yang biasanya disebut suatu dielektrik. Kapasitor yang asli adalah "Leyden jar" yang dikembangkan pada abad ke-18. Merupakan akumulasi muatan listrik pada plat-plat yang menghasilkan kapasitansi. Kapasitor-kapasitor modern dibuat menggunakan rupa-rupa teknik pembuatan dan bahan untuk menghasilkan rentang sangat luas dari nilai kapasitansi yang digunakan dalam aplikasi elektronika, mulai dari ukuran femtofarad sampai farad, dengan rating voltage maksimum dari beberapa volt sampai beberapa kilovolt.

Nilai kapasitor biasanya dinyatakan dalam farad (F), yang ditambah awalan-awalan seperti milifarad (mF), mikrofarad (μF), nanofarad (nF) dan pikofarads (pF). Satuan milifarad sehari-hari jarang dipakai (suatu kapasitansi 4,7 mF (0,0047 F), misalnya, ditulis sebagai Templat:Gaps), sedangkan nanofarad tidak lazim di Amerika Utara. Ukuran kapasitor komersial yang tersedia berjangkauan dari sekitar 0,1 pF sampai superkapasitor Templat:Gaps (5 kF) . Kapasitansi parasitik integrated circuit berperformansi tinggi dapat diukur dalam satuan femtofarad (1 fF = 0,001 pF = Templat:10^ F), sedangkan peralatan tes berperformasi tinggi dapat mendeteksi perubahan kapasitansi dalam ukuran puluhan attofarad (1 aF = Templat:Gaps pF = Templat:10^ F).

Nilai 0,1 pF adalah nilai terkecil yang tersedia dalam kapasitor untuk pemakaian umum dalam desain eletronika, karena yang lebih kecil lagi akan didominasi oleh kapasitansi parasitik komponen lain, kawat atau printed circuit board. Nilai kapasitansi 1 pF atau lebih kecil dapat diperoleh dengan memelintir dua kawat insulator pendek bersama-sama.

Kapasitansi ionosfer Bumi terhadap tanah dari perhitungan adalah sebesar kira-kira 1 F.

Terminologi tidak formal

Satuan pikofarad kadang kala dalam dialek dilafalkan "puff" atau "pic" (baca: "pik"), sebagaimana pada "sebuah kapasitor sepuluh puff". Jika huruf Yunani μ tidak tersedia, notasi "uF" sering digunakan sebagai subsitusi untuk "μF" dalam kepustakaan elektronika. Satu "mikro-mikrofarad" (μμF, dan yang membingungkan sering kali juga ditulis mmf atau MMF), merupakan satuan yang tidak lagi dipakai, tetapi kadang dijumpai pada teks-teks tua, dan nilainya setara dengan satu pikofarad. Industrial parts (e.g. automotive, lighting) sometimes use the abbreviation MFD instead of µF.

Konsep terkait

Resiprokal kapasitansi disebut elastansi listrik, dengan satuan (non-standar, non-SI) yang disebut daraf.

Satuan CGS

Satuan abfarad (disingkat abF) merupakan satuan CGS yang tidak dipakai lagi untuk kapasitansi, yang nilainya sama dengan Templat:10^ farad (1 gigafarad, GF). Ini merupakan satuan yang sangat besar dan hanya digunakan dalam terminologi kedokteran.

Satuan statfarad (disingkat statF) merupakan satuan CGS yang jarang dipakai, sama dengan kapasitansi suatu kapasitor dengan muatan 1 statcoulomb dengan perbedaan potensial 1 statvolt. Ini setara dengan 1/(10⁻⁵c²) farad, kira-kira 1,1126 pikofarad.

Lihat pula

• Kapasitansi
• Kapasitor (Superkapasitor)

Pranala luar

• Peranti konversi satuan Farad Templat:Webarchive