Reddit – explainlikeimfive – ELI5: Mi az a Farad? És hogyan van értelmes kifejezésének SI-egységekben (m^-2-kg^-1-s^4-A^2) a kapacitás leírására?

Azért, hogy hogyan van értelme, másképp kell lebontani.

Először is tudd, hogy 1 newton (erőegység) 1 kg*m/s2 (ami csak a tömeg szorozva a gyorsulással, per F=ma). Tehát 1 F = A2 s2 m-1 N-1.

Most, 1 N szorozva 1 m-rel egy newton erő egy méteres távolságra kifejtett erő. Ez az energia mértékegysége; 1 N m egy joule (energiaegység). Az amper szintén az áramot méri, ami az egy ponton másodpercenként áthaladó töltés mennyisége. Tehát egy amper-szekundum egy coulomb (az elektromos töltés egysége). Most már 1 F = 1 C s A J-1, vagy 1 F = 1 C2 J-1: a kapacitás egységnyi
energiára vonatkoztatva a coulomb négyzete. Alternatívaként használhatnánk a teljesítményt (azaz az egységnyi időre jutó energiát), és azt mondhatnánk, hogy egy coulomb-amper egy watt.

Majdnem készen vagyunk. Az, hogy mekkora teljesítményt kapunk egy áramkörből, az áramtól függ; a skálázási tényezőt az határozza meg, hogy mennyi energiát tartalmaz minden egyes töltésegység. Ezt nevezzük feszültségnek; 1 V = 1 W A-1 = 1 J C-1. Tehát most már 1 F = 1 C V-1. A farádok a coulombok per volt.

Röviden, a kapacitás farádokban kifejezve azt jelenti, hogy a kondenzátor mennyi töltést képes tárolni, ha egy adott feszültséget kapcsolunk rá. A kondenzátorok több töltést tárolnak, ha egy 9000 voltos akkumulátort kapcsolsz rá, mint ha egy 9 voltos akkumulátort, mert minden egyes tárolt töltésegység tárolásához egyre több energiára van szükség a kondenzátorban, és egy 9000 voltos akkumulátor minden egyes coulombnyi töltés 1000-szer annyi energiát ad, mint a 9 voltos akkumulátor (tehát 1000-szer annyi töltést tud tárolni). Egy kiváló kondenzátor adott feszültség mellett sok töltést képes tárolni; egy rossz kondenzátor nagyon kevés töltést képes tárolni. A kondenzátor minőségét tehát azzal mérjük, hogy mennyi töltést tárol egy voltra vetítve.