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Conversor de unidades de capacitância

Converte capacitância entre farads, milifarads, microfarads, nanofarads e picofarads.

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Fórmula

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

Como Funciona

Esta calculadora converte entre farads, microfarads, nanofarads e picofarads para engenheiros eletrônicos, designers de PCB e profissionais de RF. De acordo com o folheto SI (BIPM), o farad é definido como C/V = A^2·s^4/ (kg·m^2), representando a capacitância que armazena 1 coulomb a 1 volt. Os capacitores práticos abrangem 15 ordens de magnitude: femtofarads para capacitância parasitária (0,1-1 fF por porta de transistor), picofarads para correspondência de RF (1-100 pF), nanofarads para filtragem (1-1000 nF), microfarads para desacoplamento (0,1-100 uF) e farads para armazenamento de energia (supercapacitores de 1-3000 F). O sistema de código do capacitor EIA (104 = 100 nF) segue um padrão de 3 dígitos: os dois primeiros dígitos são números significativos, o terceiro dígito é a potência de 10 em picofarads.

Exemplo Resolvido

Problema: Um capacitor de desacoplamento de 100 nF para uma carga de comutação de 1,8 V e 500 mA precisa limitar a queda de tensão a 50 mV durante um transiente de corrente de 100 ns. Verifique a adequação e selecione o tipo de capacitor apropriado.

Solução:

  1. Capacitância: 100 nF = 0,1 uF = 100.000 pF = 10^-7 F
  2. Carga necessária: Q = I × t = 0,5 A × 100 × 10^-9 s = 50 nC
  3. Queda de tensão: dV = Q/C = 50 × 10^-9/100 × 10^-9 = 0,5 V >> meta de 50 mV - INSUFICIENTE
  4. Capacitância necessária: C = Q/dV = 50 nC/ 0,05 V = mínimo de 1 uF
  5. Com margem de tolerância de 20%: use cerâmica de 1,5-2,2 uF (X5R ou X7R de acordo com EIA-198)
  6. Verificação ESR: a 10 MHz, X7R ESR ~ 10 mohm, impedância dominada pela capacitância (16 mohm a 1 uF)

Dicas Práticas

  • ✓Código do capacitor de acordo com EIA-198:3 dígitos em que os dois primeiros são valores, o terceiro é o multiplicador 10^n em pF. Exemplos: 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
  • ✓Estratégia de desacoplamento de acordo com as diretrizes da Intel/Xilinx: use cerâmica de 100 nF (lida com frequências de MHz, ESL ~ 0,5 nH) em paralelo com 10-100 uF de tântalo/polímero (lida com carga em massa de baixa frequência). Coloque 100 nF dentro de 5 mm dos pinos de alimentação do IC
  • ✓Capacitância parasitária de PCB de acordo com IPC-2141:0,5-2 pF entre traços adjacentes com espaçamento de 100 mil. Isso importa acima de 100 MHz, onde 1 pF a 1 GHz = 159 ohm de reatância, potencialmente acoplando sinais entre traços

Erros Comuns

  • ✗Pf e nF confusos - eles diferem em 1000x. Um capacitor de 100 pF tem 1000x menos capacitância do que 100 nF. Escrever '100' em um esquema sem unidades é ambíguo: pode ser 100 pF ou código 100 = 10 pF
  • ✗Ignorando a redução de polarização DC para capacitores cerâmicos - as cerâmicas de Classe II (X5R, X7R) perdem 50-80% da capacitância na tensão nominal de acordo com EIA-198. Um X5R de 10 uF/10V a 8 VDC pode ter apenas 3 uF de capacitância efetiva
  • ✗Inserir o valor errado no SPICE - '100n' funciona corretamente, mas '100' sem sufixo assume como padrão 100 F (não pF), fornecendo resultados de simulação sem sentido. Sempre inclua o sufixo da unidade: 100n, 100p, 100u

Perguntas Frequentes

Pesquisas de componentes de acordo com a EIA: os capacitores de RF são de 0,5 a 100 pF para redes correspondentes, desacoplamento de cerâmica de 100 nF a 10 uF, eletrolíticos de alumínio de 10 uF a 10.000 uF. A faixa de nF/pF abrange aplicações de alta frequência em que o capacitor ESL (normalmente 0,5-2 nH de acordo com as especificações EIA) se torna significativo acima de 100 MHz.
Divida por 1000:4700 pF = 4,7 nF = 0,0047 uF. Multiplique por 1000 para reverso: 4,7 nF = 4700 pF. Valores padrão da série E de acordo com a IEC 60063: E24 (5%) fornece 4,7, 5,1, 5,6...; E12 (10%) fornece 4,7, 5,6, 6,8... em qualquer década.
Um farad armazena 1 coulomb a 1 volt por definição de SI: C = Q/V. Em termos práticos: 1 F a 5 V armazena 5 joules de energia (E = 0,5 × C × V^2). Um supercapacitor de 3000 F a 2,7 V armazena 10,9 kJ = 3 Wh, o suficiente para alimentar um dispositivo de 1 W por 3 horas. A maioria dos eletrônicos usa uF ou menor.
De acordo com o padrão de marcação EIA-198: os primeiros dois dígitos (10) são números significativos, o terceiro dígito (4) é o multiplicador de 10^n em picofarads. Então 104 = 10 × 10^4 pF = 100.000 pF = 100 nF = 0,1 uF. Códigos comuns: 102 = 1 nF, 103 = 10 nF, 104 = 100 nF, 105 = 1 uF, 106 = 10 uF.

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