Reddit – explainlikeimfive – ELI5: Vad är en farad? Och hur är dets uttryck i SI-enheter (m^-2-kg^-1-s^4-A^2) meningsfullt för att beskriva kapacitet?

För hur det är meningsfullt måste du bryta ner det på ett annat sätt.

Först ska du veta att 1 newton (enhet för kraft) är 1 kg*m/s2 (vilket bara är massa gånger acceleration, per F=ma). Vi har alltså 1 F = A2 s2 m-1 N-1.

Nu är 1 N gånger 1 m en newton kraft som appliceras på ett avstånd av en meter. Detta är ett mått på energi; 1 N m är en joule (energienhet). Dessutom mäter en ampere strömmen, vilket är den mängd laddning som passerar en punkt per sekund. En ampere-sekund är alltså en coulomb (enheten för elektrisk laddning). Vi har nu 1 F = 1 C s A J-1, eller 1 F = 1 C2 J-1: kapacitans är coulombs i kvadrat per enhet
energi. Alternativt kan vi använda effekt (dvs. energi per tidsenhet) och säga att det är en coulomb-ampere per watt.

Vi är nästan klara. Hur mycket effekt vi får ut av en krets beror på strömmen; skalningsfaktorn bestäms av hur mycket energi som finns i varje laddningsenhet. Vi kallar detta för spänningen; 1 V = 1 W A-1 = 1 J C-1. Nu har vi alltså 1 F = 1 C V-1. Farads är coulombs per volt.

Kort sagt är kapacitansen i farads hur mycket laddning kondensatorn kan lagra om man lägger en given spänning över den. Kondensatorer kommer att lagra mer laddning när du ansluter ett 9000-voltsbatteri än om du ansluter ett 9-voltsbatteri, eftersom varje lagrad laddningsenhet kräver mer och mer energi att lagra i kondensatorn, och ett 9000-voltsbatteri ger varje coulomb laddning 1000 gånger mer energi än ett 9-voltsbatteri (så det kan lagra 1000 gånger mer laddning). En utmärkt kondensator kan lagra mycket laddning vid en given spänning; en dålig kondensator kan lagra mycket lite. Därför mäter vi kondensatorns kvalitet i termer av hur mycket laddning den lagrar per volt.