法拉

法拉（英語：farad）是電容的國際單位，簡稱法，單位符號為F。是一種國際單位制導出單位^[1]，是以發現電磁感應現象的英國物理學家米高·法拉第（Michael Faraday）的名字而命名的。^[2]

由 ${\mbox{F}}={\dfrac {\mbox{C}}{\mbox{V}}}$ 可知，1法拉的電容上，如果帶有一伏特的電壓差，會產生一庫侖的電量^[3]。法拉單位較大，常用是微法（μF）、皮法（pF）等。^[4]

歷史

國際單位制電學單位
基本單位
單位	符號	物理量	註
安培	A	電流
導出單位
單位	符號	物理量	註
伏特	V	電勢，電勢差，電動勢	= W/A
歐姆	Ω	電阻，電抗，阻抗	= V/A
法拉	F	電容
亨利	H	電感
西門子	S	電導，導納，磁化率	= Ω⁻¹
庫侖	C	電荷量	= A⋅s
歐姆⋅米	Ω⋅m	電阻率	ρ
西門子/每米	S/m	電導率
法拉/每米	F/m	電容率；介電常數	ε
反法拉	F ⁻¹	電彈性	= F ⁻¹
伏安	VA	交流電功率，視在功率
無功伏安	var	無功功率，虛功
瓦特	W	電功率，有功功率，實功	= J/s
千瓦⋅時	kW⋅h	電能	= 3.6 MJ

早期電磁學中的單位和單位制非常混亂。1861年，英國的布萊特（C. Bright）和克拉克（L. Clark）在《論電量和電阻標準的形成》一文中倡議建立一種統一的實用單位^[5]，得到了湯姆生的支持。同年，英國科學促進會成立了以湯姆生為首的六人電標準委員會，引入電阻單位歐姆、電勢單位伏特^[6]。1881年，巴黎第一屆國際電學家大會增加了電流單位安培，同時引入了電量的實用單位庫侖和電容的實用單位法拉^[7]。

實用單位制是電磁量中的第三套單位制，附屬於厘米-克-秒制，仍是「絕對」定義。為了更方便檢測，在1893年芝加哥第四屆國際電學家大會上對實用單位規定了實物基準，並冠以「國際」詞頭。如國際歐姆、國際安培作為基礎單位，國際伏特、國際庫倫、國際法拉作為導出單位，從此被普遍使用。^[8]^[9]

CGS制下的對應單位

絕對法拉（abfarad，縮寫abF）是厘米-克-秒制（CGS制）的電磁單位制下的電容單位，等於10^{7000900000000000000♠9}法拉（1 gigafarad, GF），此單位很大，只在醫療術語中會出現。^[10]

靜法拉縮寫statF，是厘米-克-秒制的靜電單位制下的電容單位，是1靜庫侖的電荷在電勢差為1靜伏特下的電容，相當於1/(10⁻⁵c²)法拉，也就是1.1126 picofarads。1 靜法拉的電容是半徑一厘米的球殼在真空介質下相對無窮遠處形成的電容。

單位換算

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

其中，F-法拉，A-安培，V-伏特，C-庫倫，J-焦耳，m-米，N-牛頓，s-秒，W-瓦特，kg-公斤， Ω-歐姆，H-亨利。

電容不同單位之間的換算：

Farads法拉/法

Millifarads 毫法拉

Microfarads 微法

Nanofarads 奈法

picofarad 微微法或皮法

1F=10^3mF=10^6uF=10^9nF=10^12pF^[11]

參考文獻

腳註

^ 中華人民共和國國務院. 中华人民共和国法定计量单位. 維基文庫. 1984-02-27.
^ H. G. Jerrard; Donald Burgess McNeill; 趙民初; 何明高. 科学单位词典. 科學出版社. 1983: 82 （中文（簡體））.
^ 張秀田. 法定计量单位浅释. 石油工業出版社. 1984: 70.
^ 韓瑞功 2004，第6頁
^ 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. （原始內容存檔於2021-03-13）使用|archiveurl=需要含有|url= (幫助) （英語）.
^ 郭奕玲 1993，第456-457頁
^ Tunbridge, Paul. Lord Kelvin : his influence on electrical measurements and units. London: Peregrinus. 1992: 26, 39–40 [2015-05-05]. ISBN 9780863412370. （原始內容存檔於2018-12-26）.
^ 郭奕玲 1993，第457-458頁
^ 黃色的圍牆. 英国物理学家——开尔文. 讓表達流暢起來. Hyweb Technology Co. Ltd. 2012.
^ 魯紹曾 1995，第801頁
^ 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]. （原始內容存檔於2021-03-13）.

書籍

魯紹曾, 计量学辞典, 中國計量出版社: 801, 1995, ISBN 7-5026-0745-5
郭奕玲, 物理学史, 清華大學出版社, 1993, ISBN 7302011877
韓瑞功, 物理学基础与应用技术, 清華大學出版社, 2004, ISBN 7810822233

[1] 中華人民共和國國務院. 中华人民共和国法定计量单位. 維基文庫. 1984-02-27.

[2] H. G. Jerrard; Donald Burgess McNeill; 趙民初; 何明高. 科学单位词典. 科學出版社. 1983: 82 （中文（簡體））.

[3] 張秀田. 法定计量单位浅释. 石油工業出版社. 1984: 70.

[4] 韓瑞功 2004，第6頁

[5] 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. （原始內容存檔於2021-03-13）使用|archiveurl=需要含有|url= (幫助) （英語）.

[6] 郭奕玲 1993，第456-457頁

[7] Tunbridge, Paul. Lord Kelvin : his influence on electrical measurements and units. London: Peregrinus. 1992: 26, 39–40 [2015-05-05]. ISBN 9780863412370. （原始內容存檔於2018-12-26）.

[8] 郭奕玲 1993，第457-458頁

[9] 黃色的圍牆. 英国物理学家——开尔文. 讓表達流暢起來. Hyweb Technology Co. Ltd. 2012.

[10] 魯紹曾 1995，第801頁

[11] 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]. （原始內容存檔於2021-03-13）.

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