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Convertisseur d'unités de capacitance

Convertit la capacitance entre farads, millifarads, microfarads, nanofarads et picofarads.

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Formule

1F=103mF=106muF=109nF=1012pF1 F = 10³ mF = 10⁶ mu F = 10⁹ nF = 10¹² pF

Comment ça marche

Ce calculateur convertit les farads, les microfarads, les nanofarads et les picofarads pour les ingénieurs électroniciens, les concepteurs de circuits imprimés et les professionnels des RF. Selon la brochure SI (BIPM), le farad est défini comme C/V = A^2·S^4/ (kg·m^2), représentant la capacité qui stocke 1 coulomb à 1 volt. Les condensateurs pratiques couvrent 15 ordres de grandeur : femtofarads pour la capacité parasite (0,1-1 fF par grille de transistor), picofarads pour l'adaptation RF (1-100 pF), nanofarads pour le filtrage (1-1000 nF), microfarads pour le découplage (0,1-100 uF) et farads pour le stockage d'énergie (supercondensateurs 1-3000 F). Le système de code du condensateur EIA (104 = 100 nF) suit un schéma à 3 chiffres : les deux premiers chiffres sont des chiffres significatifs, le troisième chiffre est la puissance de 10 en picofarads.

Exemple Résolu

Problème : Un condensateur de découplage de 100 nF pour une charge de commutation de 1,8 V et 500 mA doit limiter la chute de tension à 50 mV pendant un courant transitoire de 100 ns. Vérifiez l'adéquation et sélectionnez le type de condensateur approprié.

Solution :

  1. Capacité : 100 nF = 0,1 uF = 100 000 pF = 10^-7 F
  2. Charge requise : Q = I × t = 0,5 A × 100 × 10^-9 s = 50 nC
  3. Chute de tension : dV = Q/C = 50 × 10^-9/100 × 10^-9 = 0,5 V > cible 50 mV - INSUFFISANT
  4. Capacité requise : C = Q/dV = 50 nC/0,05 V = 1 uF minimum
  5. Avec une marge de tolérance de 20 % : utilisez de la céramique de 1,5 à 2,2 uF (X5R ou X7R selon EIA-198)
  6. Contrôle ESR : à 10 MHz, X7R ESR ~ 10 mohm, impédance dominée par la capacité (16 mohm à 1 uF)

Conseils Pratiques

  • ✓Code du condensateur selon EIA-198 : 3 chiffres où les deux premiers sont la valeur, le troisième est le multiplicateur 10^n en pF. Exemples : 104 = 10 × 10^4 pF = 100 nF = 0,1 uF ; 222 = 22 × 10^2 pF = 2,2 nF ; 101 = 10 × 10^1 pF = 100 pF
  • ✓Stratégie de découplage conforme aux directives Intel/Xilinx : utilisez de la céramique 100 nF (gère les fréquences MHz, ESL ~ 0,5 nH) en parallèle avec du tantale/polymère de 10 à 100 uF (gère les charges en vrac à basse fréquence). Placer 100 nF à moins de 5 mm des broches d'alimentation du circuit intégré
  • ✓Capacité parasite du PCB selon IPC-2141 : 0,5 à 2 pF entre les traces adjacentes à un espacement de 100 mil. Cela est important au-dessus de 100 MHz, où 1 pF à 1 GHz = réactance de 159 ohms, couplant potentiellement les signaux entre les traces

Erreurs Fréquentes

  • ✗En confondant pF et nF, ils diffèrent de 1000 fois. Un condensateur de 100 pF a une capacité 1000 fois inférieure à celle de 100 nF. L'écriture de « 100 » sur un schéma sans unités est ambiguë : cela peut être 100 pF ou le code 100 = 10 pF
  • ✗Ignorer le déclassement de polarisation en courant continu pour les condensateurs céramiques - Les céramiques de classe II (X5R, X7R) perdent de 50 à 80 % de leur capacité à la tension nominale selon la norme EIA-198. Un X5R 10 uF/10 V à 8 VDC ne peut avoir qu'une capacité effective de 3 uF
  • ✗La saisie d'une valeur incorrecte dans SPICE : « 100n » fonctionne correctement, mais « 100 » sans suffixe est par défaut 100 F (et non pF), ce qui donne des résultats de simulation absurdes. Incluez toujours le suffixe de l'unité : 100n, 100p, 100u

Foire Aux Questions

Enquêtes sur les composants par EIA : les condensateurs RF sont de 0,5 à 100 pF pour les réseaux correspondants, le découplage céramique de 100 nF à 10 uF, l'électrolytique de l'aluminium de 10 uF à 10 000 uF. La gamme NF/pF couvre les applications à haute fréquence où l'ESL du condensateur (généralement 0,5 à 2 nH selon les spécifications de l'EIA) devient significatif au-delà de 100 MHz.
Divisez par 1000 : 4700 pF = 4,7 nF = 0,0047 uF. Multipliez par 1000 pour l'inverse : 4,7 nF = 4700 pF. Valeurs standard de la série E selon la norme IEC 60063 : E24 (5 %) donne 4,7, 5,1, 5,6... ; E12 (10 %) donne 4,7, 5,6, 6,8... pour n'importe quelle décennie.
Un farad stocke 1 coulomb à 1 volt selon la définition du SI : C = Q/V. Concrètement, 1 F à 5 V emmagasine 5 joules d'énergie (E = 0,5 × C × V^2). Un supercondensateur de 3 000 F à 2,7 V stocke 10,9 kJ = 3 Wh, soit suffisamment pour alimenter un appareil de 1 W pendant 3 heures. La plupart des appareils électroniques utilisent l'uF ou une valeur inférieure.
Selon la norme de marquage EIA-198 : les deux premiers chiffres (10) sont des chiffres significatifs, le troisième chiffre (4) est le multiplicateur 10^n en picofarads. Donc 104 = 10 × 10^4 pF = 100 000 pF = 100 nF = 0,1 uF. Codes courants : 102 = 1 nF, 103 = 10 nF, 104 = 100 nF, 105 = 1 uF, 106 = 10 uF.

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