Farad ist nach dem englischen Wissenschaftler Michael Faraday benannt und eine Einheit für die elektrische Kapazität. Wenn ein als Kondensator bezeichnetes Gerät eine Ladung von 1 Coulomb bei einer Potentialdifferenz von 1 Volt zwischen seinen Platten speichert, handelt es sich um einen Ein-Farad-Kondensator. Für die meisten praktischen Anwendungen ist diese Einheit eigentlich zu groß. Typische Verwendungskondensatoren fallen in die Bereiche von Millifarad (10-3) bis Mikrofarad (10-6) bis Picofarad (10-12). Das Farad als Einheit ist so groß, weil das Coulomb, das bei der Definition des Farads verwendet wird, selbst groß ist — 1 Coulomb = 1 Ampere-Sekunde.
Maßeinheiten, die das Farad enthalten, werden als Internationales Einheitensystem oder SI-Einheiten bezeichnet und basieren auf Metriken. Zu den grundlegenden SI-Einheiten gehören das Meter, das Kilogramm und die Sekunde. Andere in diesem System verwendete Einheiten sind Joule für Energie und Arbeit, Ohm für Widerstand, Newton für Kraft und Henry für Induktivität. Zusammen mit dem Farad werden alle diese elektrischen Größen in wichtigen mathematischen Ausdrücken verwendet. Es ist unmöglich zu diskutieren, was ein Farad ist, ohne die Natur und Anwendungen des Kondensators zu diskutieren.
Ein Plattenkondensator ist die einfachste Konstruktion, um die grundlegenden Parameter der Kapazität zu veranschaulichen. Diese Eigenschaft bezieht sich direkt auf die Oberfläche der Platten und ist umgekehrt proportional zum Abstand zwischen diesen Platten. Die Proportionalität hängt vom Medium zwischen den Platten und einer Eigenschaft ab, die es als „Permittivität“ bezeichnet. Dies ist das Maß für den Widerstand gegen ein elektrisches Feld, das das Material zwischen den Platten unterstützt oder zulässt.
Die mathematische Beziehung ist C=kε0A/d. In dieser Gleichung ist die Permittivität des Raumes „ε0“, was 8.854*10-12 Farad/Meter entspricht. Die Fläche der Platten in Quadratmetern wird durch „A“ dargestellt und „d“ ist die Anzahl der Meter zwischen ihnen. Die Konstante k ist die relative Permittivität des tatsächlichen Materials zwischen den Platten, sei es Luft, Keramik, Öl oder eine andere Substanz. Wenn ein Parallelplattenkondensator beispielsweise Platten mit einer Fläche von jeweils 1 Quadratmeter hat und der Abstand zwischen ihnen 0.001 Meter beträgt und die Permittivität k 1.07 beträgt, dann beträgt die Kapazität 9,474 Picofarad.
Anwendungen für Kondensatoren umfassen Gleichstromblockierung, Signalfilterung, zur elektrischen Entladung, zur Begrenzung der transienten Größe und zur Kopplung zweier Stromkreise. Für diese letzte Anwendung können Kondensatoren in Verbindung mit Spulen verwendet werden, um eine bestimmte Induktivität aufzubauen. Dies wird als LC-Kreis bezeichnet, manchmal als abgestimmter oder resonanter Kreis, und in Kombination mit einem Widerstand oder einer Impedanz wird er als „RLC“ -Schaltung bezeichnet. Es begrenzt die Signalübertragung von einem komplexeren Signal auf eine bestimmte Frequenz. Solche Schaltungen werden beim Fernsehempfang verwendet.