¿Qué es un faradio?

Nombrado en honor al científico Michael Faraday de Inglaterra, el faradio es una unidad de capacitancia eléctrica. Si un dispositivo llamado capacitor almacena una carga de 1 culombio con una diferencia de potencial de 1 voltio en sus placas, es un capacitor de un faradio. Esta unidad es demasiado grande para la mayoría de aplicaciones prácticas. Los capacitores de uso típico se encuentran dentro de los rangos de milifaradios (10-3) a microfaradios (10-6) a picofaradios (10-12). El faradio como unidad es tan grande porque el culombio, utilizado para definir el faradio, es en sí mismo grande: 1 culombio = 1 amperio-segundo.

Las unidades de medida que incluyen el faradio se denominan Sistema Internacional de Unidades o unidades SI, y se basan en el sistema métrico. Las unidades básicas del SI incluyen el metro, el kilogramo y el segundo. Otras unidades utilizadas en este sistema incluyen el joule para energía y trabajo, el ohmio para resistencia, el newton para fuerza y ​​el henry para inductancia. Junto con el faradio, todas estas magnitudes eléctricas se utilizan en importantes expresiones matemáticas. Es imposible discutir qué es un faradio sin discutir la naturaleza y las aplicaciones del capacitor.

Un capacitor de placas paralelas es el diseño más simple para ilustrar los parámetros básicos de capacitancia. Esta propiedad se relaciona directamente con el área de la superficie de las placas y es inversamente proporcional a la distancia entre esas placas. La proporcionalidad depende del medio entre las placas y de una cualidad que posee llamada «permitividad», que es la medida de resistencia a un campo eléctrico que el material entre las placas soporta o permite.

La relación matemática es C = kε0A / d. En esta ecuación, la permitividad del espacio es “ε0” que equivale a 8.854 * 10-12 faradios / metro. El área de las placas en metros cuadrados está representada por “A” y “d” es el número de metros entre ellas. La constante k es la permitividad relativa del material real entre las placas, ya sea aire, cerámica, aceite o alguna otra sustancia. Por ejemplo, si un capacitor de placas paralelas tiene placas con un área de 1 metro cuadrado cada una, y la distancia entre ellas es 0.001 metros, y la permitividad, k, es 1.07, entonces la capacitancia es 9,474 picofaradios.

Las aplicaciones de los condensadores incluyen bloqueo de corriente continua, filtrado de señales, descargas eléctricas, para limitar la magnitud de los transitorios y acoplar dos circuitos. Para esta última aplicación, los condensadores se pueden utilizar junto con bobinas para configurar una inductancia específica. Esto se llama circuito LC, a veces un circuito sintonizado o resonante, y cuando se combina con una resistencia o impedancia, se llama circuito «RLC». Limita la transferencia de señal de una señal más compleja a una frecuencia particular. Estos circuitos se utilizan en la recepción de televisión.