+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

нанофарад [нФ] в микрофарад [мкФ] • Электрическая емкость • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др.

единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Сенсорный экран этого планшета выполнен с использованием проекционно-емкостной технологии.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл),

— разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Использование емкости

Конденсаторы — устройства для накопления заряда в электронном оборудовании

Условные обозначения конденсаторов на принципиальных схемах

Понятие электрической емкости относится не только к проводнику, но и к конденсатору. Конденсатор — система двух проводников, разделенных диэлектриком или вакуумом. В простейшем варианте конструкция конденсатора состоит из двух электродов в виде пластин (обкладок). Конденсатор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать») — двухэлектродный прибор для накопления заряда и энергии электромагнитного поля, в простейшем случае представляет собой два проводника, разделённые каким-либо изолятором. Например, иногда радиолюбители при отсутствии готовых деталей изготавливают подстроечные конденсаторы для своих схем из отрезков проводов разного диаметра, изолированных лаковым покрытием, при этом более тонкий провод наматывается на более толстый. Регулируя число витков, радиолюбители точно настраивают контура аппаратуры на нужную частоту.

Примеры изображения конденсаторов на электрических схемах приведены на рисунке.

Параллельная RLC-цепь, состоящая из резистора, конденсатора и катушки индуктивности

Историческая справка

Еще 275 лет назад были известны принципы создания конденсаторов. Так, в 1745 г. в Лейдене немецкий физик Эвальд Юрген фон Клейст и нидерландский физик Питер ван Мушенбрук создали первый конденсатор — «лейденскую банку» — в ней диэлектриком были стенки стеклянной банки, а обкладками служили вода в сосуде и ладонь экспериментатора, державшая сосуд. Такая «банка» позволяла накапливать заряд порядка микрокулона (мкКл). После того, как ее изобрели, с ней часто проводили эксперименты и публичные представления. Для этого банку сначала заряжали статическим электричеством, натирая ее. После этого один из участников прикасался к банке рукой, и получал небольшой удар током. Известно, что 700 парижских монахов, взявшись за руки, провели лейденский эксперимент. В тот момент, когда первый монах прикоснулся к головке банки, все 700 монахов, сведенные одной судорогой, с ужасом вскрикнули.

В Россию «лейденская банка» пришла благодаря русскому царю Петру I, который познакомился с Мушенбруком во время путешествий по Европе, и подробнее узнал об экспериментах с «лейденской банкой». Петр I учредил в России Академию наук, и заказал Мушенбруку разнообразные приборы для Академии наук.

В дальнейшем конденсаторы усовершенствовались и становились меньше, а их емкость — больше. Конденсаторы широко применяются в электронике. Например, конденсатор и катушка индуктивности образуют колебательный контур, который может быть использован для настройки приемника на нужную частоту.

Существует несколько типов конденсаторов, отличающихся постоянной или переменной емкостью и материалом диэлектрика.

Примеры конденсаторов

Оксидные конденсаторы в блоке питания сервера.

Промышленность выпускает большое количество типов конденсаторов различного назначения, но главными их характеристиками являются ёмкость и рабочее напряжение.

Типичные значение ёмкости конденсаторов изменяются от единиц пикофарад до сотен микрофарад, исключение составляют ионисторы, которые имеют несколько иной характер формирования ёмкости – за счёт двойного слоя у электродов – в этом они подобны электрохимическим аккумуляторам. Суперконденсаторы на основе нанотрубок имеют чрезвычайно развитую поверхность электродов. У этих типов конденсаторов типичные значения ёмкости составляют десятки фарад, и в некоторых случаях они способны заменить в качестве источников тока традиционные электрохимические аккумуляторы.

Вторым по важности параметром конденсаторов является его рабочее напряжение. Превышение этого параметра может привести к выходу конденсатора из строя, поэтому при построении реальных схем принято применять конденсаторы с удвоенным значением рабочего напряжения.

Для увеличения значений ёмкости или рабочего напряжения используют приём объединения конденсаторов в батареи. При последовательном соединении двух однотипных конденсаторов рабочее напряжение удваивается, а суммарная ёмкость уменьшается в два раза. При параллельном соединении двух однотипных конденсаторов рабочее напряжение остаётся прежним, а суммарная ёмкость увеличивается в два раза.

Третьим по важности параметром конденсаторов является температурный коэффициент изменения ёмкости (ТКЕ). Он даёт представление об изменении ёмкости в условиях изменения температур.

В зависимости от назначения использования, конденсаторы подразделяются на конденсаторы общего назначения, требования к параметрам которых некритичны, и на конденсаторы специального назначения (высоковольтные, прецизионные и с различными ТКЕ).

Маркировка конденсаторов

Подобно резисторам, в зависимости от габаритов изделия, может применяться полная маркировка с указанием номинальной ёмкости, класса отклонения от номинала и рабочего напряжения. Для малогабаритных исполнений конденсаторов применяют кодовую маркировку из трёх или четырёх цифр, смешанную цифро-буквенную маркировку и цветовую маркировку.

Соответствующие таблицы пересчёта маркировок по номиналу, рабочему напряжению и ТКЕ можно найти в Интернете, но самым действенным и практичным методом проверки номинала и исправности элемента реальной схемы остаётся непосредственное измерение параметров выпаянного конденсатора с помощью мультиметра.

Оксидный конденсатор собран из двух алюминиевых лент и бумажной прокладки с электролитом. Одна из алюминиевых лент покрыта слоем оксида алюминия и служит анодом. Катодом служит вторая алюминиевая лента и бумажная лента с электролитом. На алюминиевых лентах видны следы электрохимического травления, позволяющего увеличить их площадь поверхности, а значит и емкость конденсатора.

Предупреждение: поскольку конденсаторы могут накапливать большой заряд при весьма высоком напряжении, во избежание поражения электрическим током необходимо перед измерением параметров конденсатора разряжать его, закоротив его выводы проводом с высоким сопротивлением внешней изоляции. Лучше всего для этого подходят штатные провода измерительного прибора.

Оксидные конденсаторы: данный тип конденсатора обладает большой удельной емкостью, то есть, емкостью на единицу веса конденсатора. Одна обкладка таких конденсаторов представляет собой обычно алюминиевую ленту, покрытую слоем оксида алюминия.

Второй обкладкой служит электролит. Так как оксидные конденсаторы имеют полярность, то принципиально важно включать такой конденсатор в схему строго в соответствии с полярностью напряжения.

Твердотельные конденсаторы: в них вместо традиционного электролита в качестве обкладки используется органический полимер, проводящий ток, или полупроводник.

Трехсекционный воздушный конденсатор переменной емкости

Переменные конденсаторы: емкость может меняться механическим способом, электрическим напряжением или с помощью температуры.

Пленочные конденсаторы: диапазон емкости данного типа конденсаторов составляет примерно от 5 пФ до 100 мкФ.

Имеются и другие типы конденсаторов.

Ионисторы

В наши дни популярность набирают ионисторы. Ионистор (суперконденсатор) — это гибрид конденсатора и химического источника тока, заряд которого накапливается на границе раздела двух сред — электрода и электролита. Начало созданию ионисторов было положено в 1957 году, когда был запатентован конденсатор с двойным электрическим слоем на пористых угольных электродах. Двойной слой, а также пористый материал помогли увеличить емкость такого конденсатора за счет увеличения площади поверхности. В дальнейшем эта технология дополнялась и улучшалась. На рынок ионисторы вышли в начале восьмидесятых годов прошлого века.

С появлением ионисторов появилась возможность использовать их в электрических цепях в качестве источников напряжения. Такие суперконденсаторы имеют долгий срок службы, малый вес, высокие скорости зарядки-разрядки. В перспективе данный вид конденсаторов может заменить обычные аккумуляторы. Основными недостатками ионисторов является меньшая, чем у электрохимических аккумуляторов удельная энергия (энергия на единицу веса), низкое рабочее напряжение и значительный саморазряд.

Ионисторы применяются в автомобилях Формулы-1. В системах рекуперации энергии, при торможении вырабатывается электроэнергия, которая накапливается в маховике, аккумуляторах или ионисторах для дальнейшего использования.

Электромобиль А2В Университета Торонто. Общий вид

В бытовой электронике ионисторы применяются для стабилизации основного питания и в качестве резервного источника питания таких приборов как плееры, фонари, в автоматических коммунальных счетчиках и в других устройствах с батарейным питанием и изменяющейся нагрузкой, обеспечивая питание при повышенной нагрузке.

В общественном транспорте применение ионисторов особенно перспективно для троллейбусов, так как становится возможна реализация автономного хода и увеличения маневренности; также ионисторы используются в некоторых автобусах и электромобилях.

Электромобиль А2В Университета Торонто. Под капотом

Электрические автомобили в настоящем времени выпускают многие компании, например: General Motors, Nissan, Tesla Motors, Toronto Electric. Университет Торонто совместно с компанией Toronto Electric разработали полностью канадский электромобиль A2B. В нем используются ионисторы вместе с химическими источниками питания, так называемое гибридное электрическое хранение энергии. Двигатели данного автомобиля питаются от аккумуляторов весом 380 килограмм. Также для подзарядки используются солнечные батареи, установленные на крыше электромобиля.

Емкостные сенсорные экраны

В современных устройствах все чаще применяются сенсорные экраны, которые позволяют управлять устройствами путем прикосновения к панелям с индикаторами или экранам. Сенсорные экраны бывают разных типов: резистивные, емкостные и другие. Они могут реагировать на одно или несколько одновременных касаний. Принцип работы емкостных экранов основывается на том, что предмет большой емкости проводит переменный ток. В данном случае этим предметом является тело человека.

Поверхностно-емкостные экраны

Cенсорный экран iPhone выполнен по проекционно-емкостной технологии.

Таким образом, поверхностно-емкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным материалом. В качестве резистивного материала обычно применяется имеющий высокую прозрачность и малое поверхностное сопротивление сплав оксида индия и оксида олова. Электроды, подающие на проводящий слой небольшое переменное напряжение, располагаются по углам экрана. При касании к такому экрану пальцем появляется утечка тока, которая регистрируется в четырех углах датчиками и передается в контроллер, который определяет координаты точки касания.

Преимущество таких экранов заключается в долговечности (около 6,5 лет нажатий с промежутком в одну секунду или порядка 200 млн. нажатий). Они обладают высокой прозрачностью (примерно 90%). Благодаря этим преимуществам, емкостные экраны уже с 2009 года активно начали вытеснять резистивные экраны.

Недостаток емкостных экранов заключается в том, что они плохо работают при отрицательных температурах, есть трудности с использованием таких экранов в перчатках. Если проводящее покрытие расположено на внешней поверхности, то экран является достаточно уязвимым, поэтому емкостные экраны применяются лишь в тех устройствах, которые защищены от непогоды.

Проекционно-емкостные экраны

Помимо поверхностно-емкостных экранов, существуют проекционно-емкостные экраны. Их отличие заключается в том, что на внутренней стороне экрана нанесена сетка электродов. Электрод, к которому прикасаются, вместе с телом человека образует конденсатор. Благодаря сетке, можно получить точные координаты касания. Проекционно-емкостный экран реагирует на касания в тонких перчатках.

Проекционно-емкостные экраны также обладают высокой прозрачностью (около 90%). Они долговечны и достаточно прочные, поэтому их широко применяют не только в персональной электронике, но и в автоматах, в том числе установленных на улице.

Автор статьи: Sergey Akishkin, Tatiana Kondratieva

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Конденсатор 100nk это сколько


Что такое конденсатор?

Прибор, который накапливает электроэнергию в виде электрических зарядов, называется конденсатором.
Количество электричества или электрический заряд в физике измеряют в кулонах (Кл). Электрическую ёмкость считают в фарадах (Ф).

Уединенный проводник электроёмкостью в 1 фараду — металлический шар с радиусом, равным 13 радиусам Солнца. Поэтому конденсатор включает в себя минимум 2 проводника, которые разделяет диэлектрик. В простых конструкциях прибора — бумага.

Работа конденсатора в цепи постоянного тока осуществляется при включении и выключении питания.Только в переходные моменты меняется потенциал на обкладках.

Конденсатор в цепи переменного тока перезаряжается с частотой, равной частоте напряжения источника питания. В результате непрерывных зарядов и разрядов ток проходит через элемент. Выше частота — быстрее перезаряжается прибор.

Сопротивление цепи с конденсатором зависит от частоты тока. При нулевой частоте постоянного тока величина сопротивления стремится к бесконечности. С увеличением частоты переменного тока сопротивление уменьшается.

Принцип работы конденсаторов

При подсоединении цепи к источнику электрического тока через конденсатор начинает течь электрический ток. В начале прохождения тока через конденсатор его сила имеет максимальное значение, а напряжение – минимальное. По мере накопления устройством заряда сила тока падает до полного исчезновения, а напряжение увеличивается.

В процессе накопления заряда электроны скапливаются на одной пластинке, а положительные ионы – на другой. Между пластинами заряд не перетекает из-за присутствия диэлектрика. Так устройство накапливает заряд. Это явление называется накоплением электрических зарядов, а конденсатор –накопителем электрического поля.

Характеристики и свойства

К параметрам конденсатора, которые используют для создания и ремонта электронных устройств, относят:

  1. Ёмкость — С. Определяет количество заряда, которое удерживает прибор. На корпусе указывается значение номинальной ёмкости. Для создания требуемых значений элементы включают в цепь параллельно или последовательно. Эксплуатационные величины не совпадают с расчетными.
  2. Резонансная частота — fр. Если частота тока больше резонансной, то проявляются индуктивные свойства элемента. Это затрудняет работу. Чтобы обеспечить расчетную мощность в цепи, конденсатор разумно использовать на частотах меньше резонансных значений.
  3. Номинальное напряжение — Uн. Для предупреждения пробоя элемента рабочее напряжение устанавливают меньше номинального. Параметр указывается на корпусе конденсатора.
  4. Полярность. При неверном подключении произойдет пробой и выход из строя.
  5. Электрическое сопротивление изоляции — Rd. Определяет ток утечки прибора. В устройствах детали располагаются близко друг к другу. При высоком токе утечки возможны паразитные связи в цепях. Это приводит к неисправностям. Ток утечки ухудшает емкостные свойства элемента.
  6. Температурный коэффициент — TKE. Значение определяет, как ёмкость прибора меняется при колебаниях температуры среды. Параметр используют, когда разрабатывают устройства для эксплуатации в тяжелых климатических условиях.
  7. Паразитный пьезоэффект. Некоторые типы конденсаторов при деформации создают шумы в устройствах.

Физические величины, используемые в маркировке емкости керамических конденсаторов

Для определения величины емкости в международной системе единиц (СИ) используется Фарад (Ф, F). Для стандартной электрической схемы это слишком большая величина, поэтому в маркировке бытовых конденсаторов используются более мелкие единицы.

Таблица единиц емкости, применяемых для бытовых керамических конденсаторов

Наименование единицыВарианты обозначенийСтепень по отношению к Фараду
МикрофарадMicrofaradмкФ, µF, uF, mF10-6F
НанофарадNanofaradнФ, nF10-9F
ПикофарадPicofaradпФ, pF, mmF, uuF10-12F

Редко применяется внемаркировочная единица миллифарад – 1 мФ (10-3Ф).

Способы маркировки емкости конденсатора

На деталях советского производства, чаще всего имеющих довольно большую площадь поверхности, наносились числовые значения емкости, ее единица измерения и номинальное напряжение в вольтах. Например, 23 пФ, то есть 23 пикофарада.

Расшифровка маркировки обозначений современных керамических конденсаторов отечественного и зарубежного производства – мероприятие более сложное.

Какие параметры могут быть указаны в маркировке

Для конденсаторов важны три параметра:

  • ёмкость;
  • номинальное (рабочее) напряжение;
  • допуск по отклонению ёмкости.

С первыми двумя всё ясно. Вот только стоит заметить, что на некоторых конденсаторах номинальное напряжение может быть не указано. Если предполагается высокое напряжение, надо смотреть в данных производителя.

Ёмкость

Первым и самым важным параметром конденсатора является емкость. В связи с этим значение данной характеристики располагается на первом месте и кодируется буквенно-цифровым обозначением. Так как единицей измерения емкости является фарада, то в буквенном обозначении присутствует либо символ кириллического алфавита «Ф», либо символ латинского алфавита «F».

Так как фарад – большая величина, а используемые в промышленности элементы имеют намного меньшие номиналы, то и единицы измерения имеют разнообразные уменьшительные префиксы (мили- , микро- , нано- и пико). Для их обозначения используют также буквы греческого алфавита.

  • 1 миллифарад равен 10-3 фарад и обозначается 1мФ или 1mF.
  • 1 микрофарад равен 10-6 фарад и обозначается 1мкФ или 1F.
  • 1 нанофарад равен 10-9 фарад и обозначается 1нФ или 1nF.
  • 1 пикофарад равен 10-12 фарад и обозначается 1пФ или 1pF.

Если значение емкости выражено дробным числом, то буква, обозначающая размерность единиц измерения, ставится на месте запятой. Так, обозначение 4n7 следует читать как 4,7 нанофарад или 4700 пикофарад, а надпись вида n47 соответствует емкости в 0,47 нанофарад или же 470 пикофарад.

В случае, когда на конденсаторе не обозначен номинал, то целое значение говорит о том, что емкость указана в пикофарадах, например, 1000, а значение, выраженное десятичной дробью, указывает на номинал в микрофарадах, например 0,01.

Ёмкость конденсатора, указанная на корпусе, редко соответствует фактическому параметру и отклоняется от номинального значения в пределах некоторого диапазона. Точное значение емкости, к которой стремятся при изготовлении конденсаторов, зависит от материалов, используемых для их производства. Разброс параметров может лежать в пределах от тысячных долей до десятков процентов.

Величина допустимого отклонения ёмкости указывается на корпусе конденсатора после номинального значения путем проставления буквы латинского или русского алфавита. К примеру, латинская буква J (русская буква И в старом обозначении) обозначает диапазон отклонения 5% в ту или иную стороны, а буква М (русская В) – 20%.

Такой параметр, как температурный коэффициент емкости, входит в состав маркировки достаточно редко и наносится в основном на малогабаритные элементы, применяемые в электрических схемах времязадающих цепей. Для идентификации используется либо буквенно-цифровая, либо цветовая система обозначений.

Встречается и комбинированная буквенно-цветовая маркировка. Варианты её настолько разнообразны, что для безошибочного определения значения данного параметра для каждого конкретного типа конденсатора требуется обращение к ГОСТам или справочникам по соответствующим радиокомпонентам.

Номинальное напряжение

Напряжение, при котором конденсатор будет работать в течение установленного срока службы с сохранением своих характеристик, называется номинальным напряжением. Для конденсаторов, имеющих достаточные размеры, данный параметр наносится непосредственно на корпус элемента, где цифры указывают на номинальное значение напряжения, а буквы обозначают в каких единицах измерения оно выражено.

Например, обозначение 160В или 160V показывает, что номинальное напряжение равно 160 вольт. Более высокие напряжения указываются в киловольтах – kV. На малогабаритных конденсаторах величину номинального напряжения кодируют одной из букв латинского алфавита. К примеру, буква I соответствует номинальному напряжению в 1 вольт, а буква Q – 160 вольт.

Дата выпуска

Согласно «ГОСТ 30668-2000 Изделия электронной техники. Маркировка», указываются буквы и цифры, обозначающие год и месяц выпуска.

Дата, когда было осуществлено то или иное производство, может отображаться не только в виде цифр, но и в виде букв. Каждый год имеет соотношение с буквой из латинского алфавита. Месяца с января по сентябрь обозначаются цифрами от одного до девяти. Октябрь месяц имеет соотношение с цифрой ноль. Ноябрю соответствует буква латинского типа N, а декабрю – D.

ГодКод

1990A
1991B
1992C
1993D
1994E
1995F
1996H
1997I
1998K
1999L
2000M
2001N
2002P
2003R
2004S
2005T
2006U
2007V
2008W
2009X
2010A
2011B
2012C
2013D
2014E
2015F
2016H
2017I
2018K
2019L

Расположение маркировки на корпусе

Маркировка отыгрывает важную роль на любой продукции. Зачастую она наносится на первую строку на корпусе и имеет значение емкости. Та же строка предполагает размещение на ней так называемого значения допуска. Если же на этой строке не помещаются оба нанесения, то это может сделать на следующей.

По аналогичной системе осуществляется нанесение конденсатов пленочного типа. Расположение элементов должно располагаться по определенному регламенту, который произведен ГОСТ или ТУ на элемент индивидуального типа.

Таблица маркировки конденсаторов

Емкость конденсаторов может измеряться в микрофарадах (uF), нанофарадах (nF), пикофарадах (pF) и обозначаеться специальным кодом. Данная таблица поможет вам разобраться в маркировке обозначений при различных измерительных номиналах и подобрать нужные аналоги для замены. Существует универсальный измерительный прибор для радиокомпонентов. Может измерять индуктивности, ESR и потери электролитических конденсаторов. Проверяет и транзисторы (включая MOSFET), диоды, стабилитроны, кварцы. Тип деталей определяется автоматически и выводит значения на дисплей. В этом обзоре ESR тестер я описывал этот прибор.
uF (мкФ)nF (нФ)pF (пФ)Code (Код)

1uF1000nF1000000pF105
0.82uF820nF820000pF824
0.8uF800nF800000pF804
0.7uF700nF700000pF704
0.68uF680nF680000pF624
0.6uF600nF600000pF604
0.56uF560nF560000pF564
0.5uF500nF500000pF504
0.47uF470nF470000pF474
0.4uF400nF400000pF404
0.39uF390nF390000pF394
0.33uF330nF330000pF334
0.3uF300nF300000pF304
0.27uF270nF270000pF274
0.25uF250nF250000pF254
0.22uF220nF220000pF224
0.2uF200nF200000pF204
0.18uF180nF180000pF184
0.15uF150nF150000pF154
0.12uF120nF120000pF124
0.1uF100nF100000pF104
0.082uF82nF82000pF823
0.08uF80nF80000pF803
0.07uF70nF70000pF703
0.068uF68nF68000pF683
0.06uF60nF60000pF603
0.056uF56nF56000pF563
0.05uF50nF50000pF503
0.047uF47nF47000pF473
0.04uF40nF40000pF403
0.039uF39nF39000pF393
0.033uF33nF33000pF333
0.03uF30nF30000pF303
0.027uF27nF27000pF273
0.025uF25nF25000pF253
0.022uF22nF22000pF223
0.02uF20nF20000pF203
0.018uF18nF18000pF183
0.015uF15nF15000pF153
0.012uF12nF12000pF123
0.01uF10nF10000pF103
0.0082uF8.2nF8200pF822
0.008uF8nF8000pF802
0.007uF7nF7000pF702
0.0068uF6.8nF6800pF682
0.006uF6nF6000pF602
0.0056uF5.6nF5600pF562
0.005uF5nF5000pF502
0.0047uF4.7nF4700pF472
0.004uF4nF4000pF402
0.0039uF3.9nF3900pF392
0.0033uF3.3nF3300pF332
0.003uF3nF3000pF302
0.0027uF2.7nF2700pF272
0.0025uF2.5nF2500pF252
0.0022uF2.2nF2200pF222
0.002uF2nF2000pF202
0.0018uF1.8nF1800pF182
0.0015uF1.5nF1500pF152
0.0012uF1.2nF1200pF122
0.001uF1nF1000pF102
0.00082uF0.82nF820pF821
0.0008uF0.8nF800pF801
0.0007uF0.7nF700pF701
0.00068uF0.68nF680pF681
0.0006uF0.6nF600pF621
0.00056uF0.56nF560pF561
0.0005uF0.5nF500pF52
0.00047uF0.47nF470pF471
0.0004uF0.4nF400pF401
0.00039uF0.39nF390pF391
0.00033uF0.33nF330pF331
0.0003uF0.3nF300pF301
0.00027uF0.27nF270pF271
0.00025uF0.25nF250pF251
0.00022uF0.22nF220pF221
0.0002uF0.2nF200pF201
0.00018uF0.18nF180pF181
0.00015uF0.15nF150pF151
0.00012uF0.12nF120pF121
0.0001uF0.1nF100pF101
0.000082uF0.082nF82pF820
0.00008uF0.08nF80pF800
0.00007uF0.07nF70pF700
0.000068uF0.068nF68pF680
0.00006uF0.06nF60pF600
0.000056uF0.056nF56pF560
0.00005uF0.05nF50pF500
0.000047uF0.047nF47pF470
0.00004uF0.04nF40pF400
0.000039uF0.039nF39pF390
0.000033uF0.033nF33pF330
0.00003uF0.03nF30pF300
0.000027uF0.027nF27pF270
0.000025uF0.025nF25pF250
0.000022uF0.022nF22pF220
0.00002uF0.02nF20pF200
0.000018uF0.018nF18pF180
0.000015uF0.015nF15pF150
0.000012uF0.012nF12pF120
0.00001uF0.01nF10pF100
0.000008uF0.008nF8pF080
0.000007uF0.007nF7pF070
0.000006uF0.006nF6pF060
0.000005uF0.005nF5pF050
0.000004uF0.004nF4pF040
0.000003uF0.003nF3pF030
0.000002uF0.002nF2pF020
0.000001uF0.001nF1pF010


Маркировка конденсаторов тремя цифрами

При такой маркировке две первые цифры определяют мантиссу емкости, а последняя — показатель степени по основанию 10, другими словами в какую степень нам нужно возвести число 10, или еще проще сколько нулей нужно добавить после первых 2-х чисел.

Полученное таким образом число соответствует емкости в пикофарадах. Если первая цифра «0», то емкость менее 1пФ (010 = 1.0пФ). Если последняя цифра равна «9» то это означает что показатель степени равен «-1» что мы должны мантиссу умножить на 10 в степени «-1» или другими словами разделить ее на 10.
кодпикофарады, пФ, pFнанофарады, нФ, nFмикрофарады, мкФ, μF

1091.0 пФ
1591.5 пФ
2292.2 пФ
3393.3 пФ
4794.7 пФ
6896.8 пФ
10010 пФ0.01 нФ
15015 пФ0.015 нФ
22022 пФ0.022 нФ
33033 пФ0.033 нФ
47047 пФ0.047 нФ
68068 пФ0.068 нФ
101100 пФ0.1 нФ
151150 пФ0.15 нФ
221220 пФ0.22 нФ
331330 пФ0.33 нФ
471470 пФ0.47 нФ
681680 пФ0.68 нФ
1021000 пФ1 нФ
1521500 пФ1.5 нФ
2222200 пФ2.2 нФ
3323300 пФ3.3 нФ
4724700 пФ4.7 нФ
6826800 пФ6.8 нФ
10310000 пФ10 нФ0.01 мкФ
15315000 пФ15 нФ0.015 мкФ
22322000 пФ22 нФ0.022 мкФ
33333000 пФ33 нФ0.033 мкФ
47347000 пФ47 нФ0.047 мкФ
68368000 пФ68 нФ0.068 мкФ
104100000 пФ100 нФ0.1 мкФ
154150000 пФ150 нФ0.15 мкФ
224220000 пФ220 нФ0.22 мкФ
334330000 пФ330 нФ0.33 мкФ
474470000 пФ470 нФ0.47 мкФ
684680000 пФ680 нФ0.68 мкФ
1051000000 пФ1000 нФ1 мкФ

Маркировка конденсаторов четырьмя цифрами

Все тоже самое что и выше только первые три цифры определяют мантиссу, а последняя — показатель степени по основанию 10, для получения емкости в пикофарадах.

Пример обозначения:

1622 = 162*102 пФ = 16200 пФ = 16.2 нФ

Буквенно-цифровая маркировка

При такой маркировке буква указывает на десятичную запятую и обозначение (мкФ, нФ, пФ), а цифры — на значение емкости:

15п = 15 пФ , 22p = 22 пФ , 2н2 = 2.2 нФ , 4n7 = 4,7 нФ , μ33 = 0.33 мкФ

Также для обозначения используют букву R, она используется для обозначения емкостей в мкФ. А если перед «R» стоит ноль, то это значит что емкость в пикофарадах.

Пример буквенно-цифровой маркировки обозначения:

0R5 = 0,5 пФ , R47 = 0,47 мкФ , 6R8 = 6,8 мкФ

Правила маркировки конденсаторов постоянной ёмкости

При сборке самодельных электронных схем поневоле сталкиваешься с подбором необходимых конденсаторов.

Притом, для сборки устройства можно использовать конденсаторы уже бывшие в употреблении и поработавшие какое-то время в радиоэлектронной аппаратуре.

Естественно, перед вторичным использованием необходимо проверить конденсаторы, особенно электролитические, которые сильнее подвержены старению.

При подборе конденсаторов постоянной ёмкости необходимо разбираться в маркировке этих радиоэлементов, иначе при ошибке собранное устройство либо откажется работать правильно, либо вообще не заработает. Встаёт вопрос, как прочитать маркировку конденсатора?

У конденсатора существует несколько важных параметров, которые стоит учитывать при их использовании.

Первое, это номинальная ёмкость конденсатора. Измеряется в долях Фарады.

Второе – допуск. Или по-другому допустимое отклонение номинальной ёмкости от указанной. Этот параметр редко учитывается, так как в бытовой радиоаппаратуре используются радиоэлементы с допуском до ±20%, а иногда и более. Всё зависит от назначения устройства и особенностей конкретного прибора. На принципиальных схемах этот параметр, как правило, не указывается.

Третье, что указывается в маркировке, это допустимое рабочее напряжение. Это очень важный параметр, на него следует обращать внимание, если конденсатор будет эксплуатироваться в высоковольтных цепях.

Итак, разберёмся в том, как маркируют конденсаторы.

Одни из самых ходовых конденсаторов, которые можно использовать – это конденсаторы постоянной ёмкости K73 – 17, К73 – 44, К78 – 2, керамические КМ-5, КМ-6 и им подобные. Также в радиоэлектронной аппаратуре импортного производства используются аналоги этих конденсаторов. Их маркировка отличается от отечественной.

Конденсаторы отечественного производства К73-17 представляют собой плёночные полиэтилентерефталатные защищённые конденсаторы. На корпусе данных конденсаторов маркировка наноситься буквенно-числовым индексом, например 100nJ, 330nK, 220nM, 39nJ, 2n2M.


Конденсаторы серии К73 и их маркировка

Правила маркировки.

Ёмкости от 100 пФ и до 0,1 мкФ маркируют в нанофарадах, указывая букву H или n.

Обозначение 100n – это значение номинальной ёмкости. Для 100n – 100 нанофарад (нФ) – 0,1 микрофарад (мкФ). Таким образом, конденсатор с индексом 100n имеет ёмкость 0,1мкФ. Для других обозначений аналогично. К примеру: 330n – 0,33 мкФ, 10n – 0,01 мкФ. Для 2n2 – 0,0022 мкФ или 2200 пикофарад (2200 пФ).

Можно встретить маркировку вида 47HC. Данная запись соответствует 47nK и составляет 47 нанофарад или 0,047 мкФ. Аналогично 22НС – 0,022 мкФ.

Для того чтобы легко определить ёмкость, необходимо знать обозначения основных дольных единиц – милли, микро, нано, пико и их числовые значения. Подробнее об этом читайте здесь.

Также в маркировке конденсаторов К73 встречаются такие обозначения, как M47C, M10C. Здесь, буква М условно означает микрофарад. Значение 47 стоит после М, т.е номинальная ёмкость является дольной частью микрофарады, т.е 0,47 мкФ. Для M10C – 0,1 мкФ. Получается, что конденсаторы с маркировкой M10С и 100nJ обладают одинаковой ёмкостью. Различия лишь в записи.

Таким образом, ёмкость от 0,1 мкФ и выше указывается с буквой M, m вместо десятичной запятой, незначащий ноль опускается.

Номинальную ёмкость отечественных конденсаторов до 100 пФ обозначают в пикофарадах, ставя букву П или p после числа. Если ёмкость менее 10 пФ, то ставиться буква R и две цифры. Например, 1R5 = 1,5 пФ.

На керамических конденсаторах (типа КМ5, КМ6), которые имеют малые размеры, обычно указывается только числовой код. Вот, взгляните на фото.


Керамические конденсаторы с нанесённой маркировкой ёмкости числовым кодом

Например, числовая маркировка 224 соответствует значению 220000 пикофарад, или 220 нанофарад и 0,22 мкФ. В данном случае 22 это числовое значение величины номинала. Цифра 4 указывает на количество нулей. Получившееся число является значением ёмкости в пикофарадах. Запись 221 означает 220 пФ, а запись 220 – 22 пФ. Если же в маркировке используется код из четырёх цифр, то первые три цифры – числовое значение величины номинала, а последняя, четвёртая – количество нулей. Так при 4722, ёмкость равна 47200 пФ – 47,2 нФ. Думаю, с этим разобрались.

Допускаемое отклонение ёмкости маркируется либо числом в процентах (±5%, 10%, 20%), либо латинской буквой. Иногда можно встретить старое обозначение допуска, закодированного русской буквой. Допустимое отклонение ёмкости аналогично допуску по величине сопротивления у резисторов.

Буквенный код отклонения ёмкости (допуск).

Так, если конденсатор со следующей маркировкой – M47C, то его ёмкость равна 0,047 мкФ, а допуск составляет ±10% (по старой маркировке русской буквой). Встретить конденсатор с допуском ±0,25% (по маркировке латинской буквой) в бытовой аппаратуре довольно сложно, поэтому и выбрано значение с большей погрешностью. В основном в бытовой аппаратуре широко применяются конденсаторы с допуском H, M, J, K. Буква, обозначающая допуск указывается после значения номинальной ёмкости, вот так 22nK, 220nM, 470nJ.

Таблица для расшифровки условного буквенного кода допустимого отклонения ёмкости.

Допуск в %Буквенное обозначение
лат.рус.
± 0,05pA
± 0,1pBЖ
± 0,25pCУ
± 0,5pDД
± 1,0FР
± 2,0GЛ
± 2,5H
± 5,0JИ
± 10KС
± 15L
± 20MВ
± 30NФ
-0. +100P
-10. +30Q
± 22S
-0. +50T
-0. +75UЭ
-10. +100WЮ
-20. +5YБ
-20. +80ZА

Читать также: Хороший проточный водонагреватель электрический

Маркировка конденсаторов по рабочему напряжению.

Немаловажным параметром конденсатора также является допустимое рабочее напряжение. Его стоит учитывать при сборке самодельной электроники и ремонте бытовой радиоаппаратуры. Так, например, при ремонте компактных люминесцентных ламп необходимо подбирать конденсатор на соответствующее напряжение при замене вышедших из строя. Не лишним будет брать конденсатор с запасом по рабочему напряжению.

Обычно, значение допустимого рабочего напряжения указывается после номинальной ёмкости и допуска. Обозначается в вольтах с буквы В (старая маркировка), и V (новая). Например, так: 250В, 400В, 1600V, 200V. В некоторых случаях, буква V опускается.

Иногда применяется кодирование латинской буквой. Для расшифровки следует пользоваться таблицей буквенного кодирования рабочего напряжения.

Номинальное рабочее напряжение, BБуквенный код
1,0I
1,6R
2,5M
3,2A
4,0C
6,3B
10D
16E
20F
25G
32H
40S
50J
63K
80L
100N
125P
160Q
200Z
250W
315X
350T
400Y
450U
500V

Таким образом, мы узнали, как определить ёмкость конденсатора по маркировке, а также по ходу дела познакомились с его основными параметрами.

Маркировка импортных конденсаторов отличается, но во многом соответствует изложенной.

Выбирая любой элемент при создании схемы, необходимо знать его маркировку. В отличие от резисторов, для обозначения конденсаторов используются более сложные коды. Чаще всего трудности возникают при подборе элементов малого размера. Каждый специалист, много работающему с этим типом устройств, должен знать маркировку керамических конденсаторов.

Маркировка СМД (SMD) конденсаторов.

Размеры СМД конденсаторов невелики, поэтому маркировка их производится весьма лаконично. Рабочее напряжение нередко кодируется буквой(2-й и 3-й варианты на рисунке ниже) в соответствии с данными предоставленными в предидущем разделе. Номинальная емкость может кодироваться либо с помощью трехзначного цифрового кода(вариант 2 на рисунке), либо с использованием двухзначного буквенно-цифровой кода(вариант 1 на рисунке). При использовании последнего, на корпусе можно обнаружить таки две(а не одну букву) с одной цифрой(вариант 3 на рисунке).

Первая буква может является как кодом изготовителя(что не всегда интересно), так и указываеть на номинальное рабочее напряжение(более полезная информация), вторая — закодированным значением в пикоФарадах(мантиссой). Цифра — показатель степени(указывает сколько нулей необходимо добавить к мантиссе). Например EA3 может означать, что номинальное напряжение конденсатора 16в(E) а емкость — 1,0 *1000 = 1 нанофарада, BF5 соответсвенно, напряжение 6,3в(В), емкость — 1,6* 100000 = 0,1 микрофарад и.т.д.

БукваМантисса.
A1,0
B1,1
C1,2
D1,3
E1,5
F1,6
G1,8
H2,0
J2,2
K2,4
L2,7
M3,0
N3,3
P3,6
Q3,9
R4,3
S4,7
T5,1
U5,6
V6,2
W6,8
X7,5
Y8,2
Z9,1
a2,5
b3,5
d4,0
e4,5
f5,0
m6,0
n7,0
t8,0

Единицы емкости конденсаторов и их обозначение

Для прочтения технических характеристик устройств необходимо обладать определенным набором знаний. В первую очередь речь идет о единицах измерения. Емкость принято определять в фарадах (Ф). Однако один фарад является слишком большим значением для используемых в технике электрических цепей. Таким образом, все номиналы устройств указаны чаще всего в следующих единицах:

  • Микрофарад — мкФ.
  • Нанофарад — нФ.
  • Пикофарад — пФ.

Чтобы упростить задачу, были созданы таблицы номиналов конденсаторов.

Маркировка наносится на корпус устройства. Хотя и встречаются некоторые особенности конструкции кода, ориентироваться стоит на единицы измерения. Некоторые обозначения могут быть нанесены прописными буквами, например, M. F. На практике это означает микрофарад (mF). Также можно встретить и маркировку FD — сокращение от слова «farad». В результате надпись mmfd советует одной пикофараде.

На корпусах маленьких конденсаторов можно встретить надпись, содержащую число и букву, скажем, 300 m. На практике это означает 3 пикофарады. Встречаются устройства, на которые нанесены только цифры. Так маркировка «102», соответствует емкости в 1 нанофарад. На корпус также могут быть нанесены и предельные отклонения от номинальной емкости устройства. Данная информация окажется полезной в ситуации, когда в цепи должны использоваться конденсаторы с точным значением емкости.

Если в коде не указан символ %, то необходимо обратить внимание на букву. Она может быть расположена отдельно либо сразу после показателя емкости устройства. Следующим шагом в расшифровке обозначений радиодеталей этого типа является их напряжение. Здесь также используется буквенно-цифровой код. Единицами измерения в данном случае является вольт. В ситуации, когда подобная информация не указана, устройство может быть использовано только в низковольтных схемах. Если устройство рассчитано на постоянный ток, то его нельзя применять в схемах с переменным.

Следующим этапом является определение полярности конденсатора. С этим проблем возникнуть не должно, так как используются символы + и — около соответствующего вывода. Если они отсутствуют на корпусе устройства, то его можно подключать к любой клемме. Если размеры конденсатора малы, то полярность может обозначаться цветными полосами.

Цветовая кодировка керамических конденсаторов.

На корпусе конденсатора, слева — направо, или сверху — вниз наносятся цветные полоски. Как правило, номинал емкости оказывается закодирован первыми тремя полосками. Каждому цвету, в первых двух полосках,соответствует своя цифра: черный — цифра 0; коричневый — 1; красный — 2; оранжевый — 3; желтый — 4; зеленый — 5; голубой — 6; фиолетовый — 7; серый — 8; белый — 9. Таким образом, если например, первая полоска коричневая а вторая желтая, то это соответствует числу -14. Но это число не будет величиной номинальной емкости конденсатора, его еще необходимо умножить на множитель, закодированный третьей полоской.

В третьей полоске цвета имеют следующие значение: оранжевый — 1000; желтый — 10000; зеленый — 100000. Допустим, что цвет третьей полоски нашего конденсатора — желтый. Умножаем 14 на 10000, получаем емкость в пикофарадах -140000, иначе, 140 нанофарад или 0,14 микрофарад. Четвертая полоска обозначает допустимые отклонения от номинала емкости(точность), в процентах: белый — ± 10 %; черный — ± 20%. Пятая полоска — номинальное рабочее напряжение. Красный цвет — 250 Вольт, желтый — 400.

Кодовая маркировка, дополнение

В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости.

А. Маркировка 3 цифрами

Первые две цифры указывают на значение емкости в пигофарадах (пф), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пф.

Читать также: Чем просверлить кафельную плитку в ванной

КодЕмкость [пФ]Емкость [нФ]Емкость [мкФ]
1091,00,0010,000001
1591,50,00150,000001
2292,20,00220,000001
3393,30,00330,000001
4794,70,00470,000001
6896,80,00680,000001
100*100,010,00001
150150,0150,000015
220220,0220,000022
330330,0330,000033
470470,0470,000047
680680,0680,000068
1011000,10,0001
1511500,150,00015
2212200,220,00022
3313300,330,00033
4714700,470,00047
6816800,680,00068
10210001,00,001
15215001,50,0015
22222002,20,0022
33233003,30,0033
47247004,70,0047
68268006,80,0068
10310000100,01
15315000150,015
22322000220,022
33333000330,033
47347000470,047
68368000680,068
1041000001000,1
1541500001500,15
2242200002200,22
3343300003300,33
4744700004700,47
6846800006800,68
105100000010001,0

* Иногда последний ноль не указывают.

В. Маркировка 4 цифрами

Возможны варианты кодирования 4-значным числом. Но и в этом случае последняя цифра указывает количество нулей, а первые три — емкость в пикофарадах.

КодЕмкость[пФ]Емкость[нФ]Емкость[мкФ]
16221620016,20,0162
47534750004750,475

С. Маркировка емкости в микрофарадах

Вместо десятичной точки может ставиться буква R.

КодЕмкость [мкФ]
R10,1
R470,47
11,0
4R74,7
1010
100100

D. Смешанная буквенно-цифровая маркировка емкости, допуска, ТКЕ, рабочего напряжения

В отличие от первых трех параметров, которые маркируются в соответствии со стандартами, рабочее напряжение у разных фирм имеет различную буквенно-цифровую маркировку.

КодЕмкость
p100,1 пФ
Ip51,5 пФ
332p332 пФ
1НО или 1nО1,0 нФ
15Н или 15n15 нФ
33h3 или 33n233,2 нФ
590H или 590n590 нФ
m150,15мкФ
1m51,5 мкФ
33m233,2 мкФ
330m330 мкФ
1mO1 мФ или 1000 мкФ
10m10 мФ

Кодовая маркировка электролетических конденсаторов для поверхностного монтажа

Приведенные ниже принципы кодовой маркировки применяются такими известными , «Hitachi» и др. Различают три основных способа кодирования

А. Маркировка 2 или 3 символами

Код содержит два или три знака (буквы или цифры), обозначающие рабочее напряжение и номинальную емкость. Причем буквы обозначают напряжение и емкость, а цифра указывает множитель. В случае двухзначного обозначения не указывается код рабочего напряжения.

КодЕмкость [мкФ]Напряжение [В]
А61,016/35
А7104
АА71010
АЕ71510
AJ62,210
AJ72210
AN63,310
AN73310
AS64,710
AW66,810
СА71016
СЕ61,516
СЕ71516
CJ62,216
CN63,316
CS64,716
CW66,816
DA61,020
DA71020
DE61,520
DJ62,220
DN63,320
DS64,720
DW66,820
Е61,510/25
ЕА61,025
ЕЕ61,525
EJ62,225
EN63,325
ES64,725
EW50,6825
GA7104
GE7154
GJ7224
GN7334
GS64,74
GS7474
GW66,84
GW7684
J62,26,3/7/20
JA7106,3/7
JE7156,3/7
JJ7226,3/7
JN63,36,3/7
JN7336,3/7
JS64,76,3/7
JS7476,3/7
JW66,86,3/7
N50,3335
N63,34/16
S50,4725/35
VA61,035
VE61,535
VJ62,235
VN63,335
VS50,4735
VW50,6835
W50,6820/35

В. Маркировка 4 символами

Код содержит четыре знака (буквы и цифры), обозначающие емкость и рабочее напряжение. Буква, стоящая вначале, обозначает рабочее напряжение, последующие знаки — номинальную емкость в пикофарадах (пФ), а последняя цифра — количество нулей. Возможны 2 варианта кодировки емкости: а) первые две цифры указывают номинал в пикофарадах, третья — количество нулей; б) емкость указывают в микрофарадах, знак m выполняет функцию десятичной запятой. Ниже приведены примеры маркировки конденсаторов емкостью 4.7 мкФ и рабочим напряжением 10 В.

С. Маркировка в две строки

Если величина корпуса позволяет, то код располагается в две строки: на верхней строке указывается номинал емкости, на второй строке — рабочее напряжение. Емкость может указываться непосредственно в микрофарадах (мкФ) или в пикофарадах (пф) с указанием количества нулей (см. способ В). Например, первая строка — 15, вторая строка — 35V — означает, что конденсатор имеет емкость 15 мкФ и рабочее напряжение 35 В.

Цветовая кодировка электролитических конденсаторов.

Что касается малогабаритных электролитических конденсаторов, то их номинальная емкость кодируется с помощью двух полосок и одного цветового пятна. Первая и вторая полоска определяет число, а пятно — множитель. Цветовая кодировка первых двух полосок у электролитических конденсаторов полностью соответствует маркировке конденсаторов керамических. Необходимо учитывать, лишь то, что величина емкости у «электролитов» получается в микрофарадах, а не пикофарадах как у керамических конденсаторов. Цвета пятна, означающего множитель: черный — 1; коричневый — 10; красный — 100; серый — 0,01; белый — 0,1; Например, цвет первой полоски голубой( цифра 6), второй — оранжевый( цифра 3), при коричневом цвете пятна( множитель — 10). Это означает 63*10= 630 микрофарада. Если у электролитического конденсатора присутствует третья полоска, то она определяет его номинальное напряжение: белый цвет — 3 вольта; желтый — 6,3 вольт; черный — 10 вольт; зеленый — 16 вольт; голубой — 20 вольт; серый — 25 вольт; розовый — 35 вольт.

Плюсовой вывод в таких электролитических конденсаторах — более толстый, чем минусовой.

Цветовая маркировка отечественных радиоэлементов

При производстве линий с так называемыми автоматическими видами монтажа появилось и цветное нанесение, а также его непосредственное значение во всей системе.

На сегодняшний день больше всего используют нанесение с помощью четырех цветов. В данном случае прибегли к применению четырех полос. Итак, первая полоска вместе со второй представляют собой значение емкости в так называемых пикофарадах. Третья полоса означает отклонение, которое можно позволить. А четвертая полоса в свою очередь означает напряжение номинального типа.

Приводим для вас пример как обозначается тот или иной элемент — емкость – 23*106 пикофарад (24 F), допустимое отклонение от номинала – ±5%, номинальное напряжение – 57 В.

Виды SMD конденсаторов

Разбираться в видах конденсаторов, монтирующихся методом поверхностного закрепления, необходимо каждому радиолюбителю. Такие изделия могут отличаться не только по емкости, но и по напряжению, поэтому игнорирование условий использования деталей может привести к тому, что они выйдут из строя.

Вам это будет интересно Соединение резисторов

Электролитические компоненты

Электролитические SMD конденсаторы не отличаются принципиально от стандартных изделий. Такие электронные компоненты наиболее часто представляют собой бочонки, в которых под алюминиевым корпусом располагается скрученный в цилиндр тонкий металл, а между ним твердый или жидкий электролит.


Электролитические SMD конденсаторы

Основное отличие такой детали от стандартного электролитического элемента заключается в том, что его контакты закреплены на плоской диэлектрической подложке. Такие изделия очень надежны в эксплуатации, особенно удобны в том случае, когда необходимо установить новое изделие при минимальных временных затратах. Кроме этого, во время пайки изделие не перегревается, что очень важно для электролитических конденсаторов.

Керамические компоненты

В керамических элементах в качестве диэлектрика применяется фарфор либо аналогичные неорганические материалы. Основное достоинство таких изделий заключается в устойчивости к высоким температурам и возможности производства изделий крайне малых размеров.

Важно! SMD конденсаторы керамического типа также устанавливаются методом пайки на печатную плату.

Визуально такой элемент, как правило, напоминает небольшой кирпичик, к которому с торцов припаиваются контактные площадки.


Керамические SMD конденсаторы

В отличие от радиодеталей стандартных размеров SMD элементы небольшого размера вначале приклеивают к плате, а уже потом припаивают выводы. На производстве керамические изделия этого типа устанавливаются специальными автоматами.

Маркировка танталовых SMD конденсаторов

Танталовые SMD конденсаторы устойчивы к повышенным механическим нагрузкам. Такие изделия также могут быть изготовлены в виде небольшого параллелепипеда, к которому с боковых сторон припаиваются контактные выводы. Тантал представляет собой очень прочный металл, обладающий высокими показателями пластичности. Фольга из этого материала может иметь толщину в сотые доли миллиметра.

К сведению! Благодаря наличию определенных физических свойств на основе тантала удается изготовить радиодетали высочайшей точности.


Танталовые конденсаторы

Танталовые конденсаторы, как правило, имеют небольшие размеры корпуса, поэтому нанести полную маркировку на изделия, выполненные в корпусе типоразмера «А», не всегда представляется возможным. Зная особенности обозначения радиодеталей этого типа, можно легко определить номинал изделия. Максимально допустимое напряжение в вольтах для танталовых изделий обозначается латинскими буквами:

  • G — 4;
  • J — 6,3;
  • A — 10;
  • C — 16;
  • D — 20;
  • E — 25;
  • V — 35;
  • T — 50.

Обратите внимание! Емкость изделий указывается в микрофарадах после буквы «μ», а положительный контакт — жирной линией.

Маркировка конденсаторов импортного производства

На сегодняшний день стандарты, которые были приняты от IEC, относятся не только к иностранным видам оборудования, а и к отечественным. Данная система предполагает нанесение на корпус продукции маркировки кодового типа, которая состоит из трех непосредственных цифр.

Две цифры, которые расположены с самого начала, обозначают емкость предмета и в таких единицах, как пикофарадах. Цифра, которая расположена третьей по порядку – это число нулей. Рассмотрим это на примере 555 – это 5500000 пикофарад. В том случае, если емкость изделия является меньше, чем один пикофарад, то с самого начала обозначается цифра ноль.

Есть также и трехзначный вид кодировки. Такой тип нанесения применяется исключительно к деталям, которые являются высокоточными.

Цветовая маркировка импортных конденсаторов

Обозначение наименований на таком предмете, как конденсатор, имеет такой же принцип производства, что и на резисторах. Первые полосы на двух рядах обозначают емкость данного устройства в тех же измерительных единицах. Третья полоса имеет обозначение о количестве непосредственных нулей. Но при этом полностью отсутствуют синий окрас, вместо него применяют голубой.

Важно знать, что если цвета идут одинаковые подряд, то между ними целесообразно осуществить промежутки, чтобы было четко понятно. Ведь в другом случае эти полосы будут сливаться в одну.

Правила расшифровки маркировки

Сначала разберемся с цифровой маркировкой конденсаторов. Ели устройство имеет маленькие размеры, то для указания емкости используется стандарт EIA. При наличии в коде только двух цифр, после которых следует буква, их значение соответствует номинальной емкости. Третья цифра в коде представляет собой множитель нуля. Если она находится в диапазоне от 0 до 6, то к первым двум цифрам необходимо добавить соответствующее количество нулей. Скажем, обозначение «463» равно 46*10 3 .

Единицы измерения зависят от размеров устройства, и для маленьких это — пикофарады. В остальных случаях принято использовать микрофарады. Когда цифровое обозначение будет расшифровано, необходимо переходить к буквам. Когда они расположены в составе первых двух символов, то используется один из 2 способов:

  • Буква «R» заменяет запятую — надпись 3R2 соответствует емкости в 3,2 пикофарады.
  • Буква «р» используется в качестве десятичной запятой — р60 соответствует 0,6 пикофарадам. Буквы «n» и «m» выполняют аналогичную задачу, но соответствуют нано- и микрофараде.

Когда может помочь онлайн-калькулятор

Также может использоваться и смешанная маркировка конденсаторов, расшифровка которой проводится похожим образом. Однако первая буква в этом случае указывает на минимальную рабочую температуру элемента. Затем следует номинальная емкость устройства и показатели предельных отклонений. На совсем маленьких устройствах может быть нанесен цветовой код. В такой ситуации вам может помочь расшифровать маркировку конденсаторов калькулятор онлайн. Это позволит сэкономить массу времени.

Читать также: Рдв регуляторы давления воды

Что такое конденсатор, как обозначается на схемах, единицы емкости

Знакомство с конденсатором для тех кто только начинает знакомиться с радиоэлектроникой и радиолюбительством. Что такое конденсатор. какие бывают конденсаторы, как они обозначаются на принципиальных схемах, единицы измерения емкости конденсаторов, включение конденсаторов.

Что такое конденсатор

Конденсатор, это радиодеталь, обладающая электрической емкостью. Конденсатор можно зарядить и он будет хранить заряд, апотом готов отдать его «по первому требованию». На первый взгляд это похоже на работу аккумулятора, но только на первый взгляд.

Конденсатор не является химическим источником тока, да и вообще источником тока. Конденсатор можно назвать временным хранилищем заряда. Заряд в нем можно пополнять и забирать. Во время зарядки и разрядки конденсатора через него протекает ток.

Напряжение на разряженном конденсаторе равно нулю. Но в процессе зарядки напряжение увеличивается, и как только достигает величины напряжения источника тока, заряд прекращается. С нарастанием напряжения на конденсаторе 8 процессе его зарядки ток зарядки уменьшается.

Физически конденсатор это две металлические пластины, разделенные тонким слоем изолятора. Так и есть. Выходит, что конденсатор пропускать электрический ток не может. Но в процессе зарядки и разрядки ток есть.

То есть, можно сказать, что конденсатор может пропускать изменяющийся ток. то есть, переменный. А постоянный он не пропускает. Это свойство широко используется в электронике и радиотехники для разделения переменного и постоянного токов, которые есть в одной и той же цепи.

Если сопротивление конденсатора постоянному току бесконечно (активное сопротивление), то на переменном токе он обладает весьма определенным реактивным сопротивлением, зависящим от емкости конденсатора и частоты переменного тока.

Еще конденсаторы применяют для задержки подачи напряжения, в таймерах. Там используется то свойство конденсатора, что скорость его заряда или разряда зависит от силы тока заряда или разряда. А если этот ток ограничить резистором, то чем больше будет сопротивление этого резистора, тем дольше будет процесс заряда или разряда.

Если у резистора основным параметром является сопротивление, то у конденсатора -емкость, которая выражается 8 фарадах. Величина 1F (одна фарада) довольно велика, поэтому чаще всего речь идет о микрофарадах, нанофарадах, пикофарадах. Конденсаторы так же как и резисторы бывают постоянные (емкость которых не измена), переменные и подстроечные (с ручкой для регулировки емкости).

Обозначение конденсатора на схемах

В отличие от постоянных резисторов, которые в большинстве своем похожи на бочонок с двумя выводами, постоянные конденсаторы бывают самых разных форм и размеров. Но разделить их можно на две группы, — полярные и неполярные. Разница в том, что у полярного конденсатора есть плюс и минус и подключать в схему его нужно с учетом полярности.

А у неполярного конденсатора выводы равнозначны. На рисунке 1 показаны обозначения конденсаторов, А — неполярный, Б — полярный. В -переменный, Г — подстроечный.

Рис. 1. Обозначение конденсаторов на принципиальных схемах.

Кроме емкости, выраженной, чаще всего в пикофарадах или микрофарадах (иногда и в нанофарадах), другим важным параметром является максимально допустимое напряжение. Если к обкладкам (выводам) конденсатора приложить напряжение выше этой величины может произойти пробой изолятора и конденсатор выйдет из строя.

Если говорят что «конденсатор на 250V», это значит, что на конденсатор нельзя подавать напряжение больше 250V. Меньше -пожалуйста, начиная от нуля. Но больше этой величины, — ни в коем случае!

Таким образом, у конденсатора есть два основных параметра, — емкость, выраженная 8 десятичных долях Фарады (микрофарады, нанофарады, пикофарады), и максимальное напряжение, выраженное в Вольтах.

На схемах значение емкости обычно пишут 8 пикофарадах (р, pF, пФ) и микрофарадах (pF, м, мкФ). 1 мкФ = 1000000 пФ. Но встречаются обозначения и в нанофарадах (nF, п) обычно на зарубежных схемах. 1nF = 1000pF. Бывает что на схемах буква, обозначающая кратную приставку используется как децимальная запятая, например, 1500 р = 1,5n = 1N5 или 1n5.

На многих схемах зарубежной аппаратуры встречается замена греческой буквы «р» на латинскую «и». То есть, 10 микрофарад у них будет так: «10uF». Возможно, это связано с отсутствием греческого шрифта в программе с помощью которой нарисована схема.

Включение конденсаторов

Для получения нужной емкости иногда приходится соединять два конденсатора параллельно или последовательно (рис.2.). При параллельном соединении общая емкость рассчитывается как сумма емкостей:

Собщ = С1 + С2.

При последовательном соединении приходится пользоваться более сложной формулой: Собщ = (С1«С2) / (С1+С2) .

Рис. 2. Параллельное и последовательное включение конденсаторов, формулы для расчета емкости.

Маркировка конденсаторов

Теперь о маркировке конденсаторов. Здесь как и у резисторов есть несколько стандартов. Если конденсатор достаточно больших размеров, то на нем емкость может быть так и указана, например, на стакане оксидного конденсатора емкостью 10 мкФ так и будет написано: 10 pF или 10 мкФ, далее будет указано напряжение, например, 25V, и отмечена полярность выводов, у отечественных конденсаторов возле положительного вывода будет «+», а у иностранных возле отрицательного вывода будет «-» или полоска.

На крупных неполярных конденсаторах тоже все будет написано просто и ясно, например, на конденсаторе типа К73-14 емкостью 0,22 мкФ на максимальное напряжение 250V будет так и написано: 0,22pF 250V.

Сложнее с маленькими керамическими или слюдяными неполярными конденсаторами. Места здесь для маркировки мало, поэтому придумывают сокращения. Например, на конденсаторах типа К10-7 в виде пластинок емкость указывается с использованием кратной приставки как децимальной запятой, вот несколько примеров такой маркировки:

  • 150 пФ — «150р» или «150п»
  • 1500 пФ — «1N5» или «1Н5»
  • 15000пФ (0,015 мкФ) — «15N» или «15Н» .

У зарубежных керамических конденсаторов используется такая же маркировка как у резисторов, только за основу идет не единицы Ом, а единицы Пикофарад. Обозначение состоит из трех цифр. Первые две —

значение в пФ, а третья — множитель, практически численно показывающая сколько нулей нужно приписать, чтобы получилось значение выраженное в пФ. Вот несколько примеров такого обозначения:

  • 15 пФ — «150» (к 15 приписать 0 нолей)
  • 150 пФ — «151»(к 15 приписать 1 ноль)
  • 1500 пф — «152» (к 15 приписать 2 ноля)
  • 0,015 мкФ (15000 пФ) — «153» (к 15 приписать 3 нуля).
  • 0,15 мкФ (150000 пФ) — «154» (к 15 приписать 4 нуля).

Эксперимент с конденсатором

Чтобы практически познакомиться со способностью конденсатора накапливать заряд можно провести один эксперимент. Возьмем оксидный конденсатор типа К50-35 емкостью 2200 мкФ и соберем схему, показанную на рисунке 3. Здесь мы будем заряжать конденсатор от батарейки, и разряжать через лампочку от карманного фонаря.

Когда переключатель S1 находится в показанном на схеме положении, через него и резистор R1 конденсатор С1 заряжается. Переключаем S1 в нижнее по схеме положение, и конденсатор С1 разряжается через лампочку Н1.

Рис. 3. Схема простого эксперимента с конденсатором.

Теперь приступаем к делу. Переключаем S1 вниз по схеме и лампочка вспыхивает. Горит она недолго. Затем, возвращаем S1 в исходное положение. Конденсатор заряжается от батарейки. И снова переключаем S1 вниз по схеме.

Лампочка опять вспыхивает, так как на неё поступает заряд, накопленный конденсатором. Если слишком быстро переключать S1 лампа будет вспыхивать слабее, или вообще не будет вспыхивать, так как С1 не успевает зарядиться через R1.

РК-2010-04.

Фарад (н) — RapidTables.org

Фарад — это единица измерения емкости. Он назван в честь Майкла Фарадея.

Фарада измеряет, сколько электрического заряда накоплено на конденсаторе.

1 фарад — это емкость конденсатора, который имеет заряд 1 кулон при падении напряжения в 1 вольт .

1F = 1C / 1V

Таблица значений емкости в Фарадах

название символ преобразование пример
пикофарад пФ 1pF = 10 -12 Р C = 10 пФ
нанофарад нФ 1nF = 10 -9 Ф C = 10 нФ
микрофарад мкФ 1 мкФ = 10 -6 F C = 10 мкФ
миллифарад мФ 1 мФ = 10 -3 Ф C = 10 мФ
фарад F   C = 10F
килофарад кФ 1кФ = 10 3 Ф C = 10кФ
мегафарад MF 1MF = 10 6 F C = 10MF

Пикофарад (пФ) в Фарад (F) преобразование

Емкость C в фарадах (F) равна емкости C в пикофарадах (пФ), умноженной на 10-12 :

C (F) = C (пФ) × 10-12

Пример — преобразовать 30 пФ в фарады:

C (F) = 30 пФ × 10-12 = 30 × 10-12 Ф

Преобразование нанофарадов (нФ) в Фарады (F)

Емкость C в фарадах (F) равна емкости C в нанофарадах (нФ), умноженной на 10 -9 :

C (F) = C (нФ) × 10-9

Пример — преобразовать 5 нФ в фарады:

C (F) = 5 нФ × 10-9 = 5 × 10-9 Ф

Конвертация из микрофарадов (мкФ) в фарады (Ф)

Емкость C в фарадах (F) равна емкости C в микрофарадах (мкФ), умноженной на 10-6 :

C (F) = C (мкФ) × 10-6

Пример — преобразовать 30 мкФ в фарады:

C (F) = 30 мкФ × 10-6 = 30 × 10-6 F = 0,00003 F

 


Смотрите также

Сколько кирпичей? Расход кирпича на фасад.


Сколько кирпича в 1м2 стены? 

Расчет количества лицевого кирпича зависит от формата, способа кладки, и той части здания, где применяется кирпич.

1. Формат кирпича.

  Практически у каждой страны есть свой формат кирпича. Чтобы посчитать количество штук для облицовки с учетом шва, мы должны знать размеры ложковой части — так называется видимая лицевая часть. 

  Например, самый распространенный формат в России это 1 НФ (натуральный формат) и его размер 250х120х65 мм. Данный формат используется чаще всего в малоэтажном строительстве. Такой кирпич у нас называется одинарным. С учетом растворных швов кладки его расход будет 52 штуки на 1 м2 – «52 КИРПИЧА»!

  Чисто российский формат – 1,4 НФ или полуторный кирпич. Его размер 250х120х88 мм. Такого кирпича будет уже 38 штук на 1 м2. Применяется такой формат в основном в гражданском строительстве при возведении многоэтажных домов. Полуторный кирпич нужен в основном для ускорения темпов производства работ. Эстетическая составляющая остается за одинарным форматом.

Для европейского кирпича самый распространенный формат 240х71х115 мм. Такой кирпич тоже обозначается как 1 НФ.

  При подсчете облицовки берется во внимание размер лицевой части кирпича. Ширина значения не имеет. Например, лицевая часть кирпича имеет размер 250х65 мм, его толщина может быть 120, 90 или 60 мм. Во всех случаях расход такого кирпича будет 52 штуки на м2 с учетом растворного шва. Как правило, при расчете растворный шов принимается 10 мм. Хотя, на практике он может быть от 8 до 14 мм.

2. Откосы из кирпича

  Следует обратить внимание на то, как будут монтироваться окна и двери относительно плоскости вашего фасада.

  Обычно облицовка откосов кирпичом идет в половину модуля или 120 мм (тычок кирпича). Если стена вашего дома однородная (без утепления), то окна и двери обычно монтируются в притвор к задней части облицовки. Если же присутствует дополнительно утепление, то монтаж может производиться с углублением на один или полтора кирпича в зависимости от толщины утепления. Чтобы учесть данную составляющую, Вам необходимо знать количество погонных метров вертикальных откосов. В таблице приведен расход кирпича в зависимости от глубины расположения окна (двери), формата и с учетом растворного шва.


3. Тычковый ряд – кладка кирпича тычковой пластиной наружу. Часто этот прием встречается при кладке первого ряда облицовки, а так же формирования архитектурных элементов фасада. Рассчитывается исходя из погонных метров таких элементов. Количество кирпича зависит от размеров тычка.

4. Столбы из кирпича – самый простой элемент, с которым почему-то возникает больше всего вопросов. Для забора столбы из кирпича строят обычно с модулем 1,5 штуки. В таком варианте в одном ряду будет 4 кирпича. Столбы из кирпича для ворот обычно строят модулем в два кирпича, расход на облицовку будет 6 штук на 1 ряд плюс, 2 кирпича на забутовку. Редко делают столбы в один кирпич, расход – 2 штуки на ряд. Чтобы посчитать сколько кирпичей на столб для забора будет израсходовано, надо знать общую длину столбов и габариты применяемого кирпича. Наша таблица поможет Вам.

5. Трубы вентиляционных каналов и дымоходов. Обычно, облицовочным кирпичом данные элементы отделываются только в видимой части. Все, что находится ниже уровня кровли, возводится из рядового материала. Ориентируйтесь на площадь всех четырех сторон и используйте таблицу.

6. Запас кирпича. Посчитав все площади и убрав все проемы, у Вас получится рабочая величина кладки. Запас к данной величине, как правило, составляет не более 3%. Помните, что кирпич из разных партий будет существенно отличаться по цвету. Поэтому, либо проведите максимально тщательный расчет, либо делайте больший запас, чтобы не получить кладку с пятнами.

Таблица — расход кирпича на 1 м2 кладки с учетом растворного шва

  Наши менеджеры произведут профессиональный подсчет кирпича на ваш фасад. Стоит лишь отправить заявку или позвонить нам.

Похожие статьи:

Расход кирпича и раствора на 1 м3 кладки


Сколько нужно смеси для кладки?

Каждый, кто планирует строительство своего дома, задает себе эти вопросы:

Сколько смеси потребуется на куб кладки?

Сколько цветной смеси нужно для кладки лицевого кирпича?

Какой расход сухой смеси при кладки кирпича?

В каких пропорциях смешивать песок, цемент и воду для качественного кладочного раствора.

На все эти вопросы Вы найдете ответ в наших таблицах.

Каждый, кто планирует строительство своего дома, задает себе эти вопросы:

Сколько смеси потребуется на куб кладки?

Сколько цветной смеси нужно для кладки лицевого кирпича?

Какой расход сухой смеси при кладки кирпича?

В каких пропорциях смешивать песок, цемент и воду для качественного кладочного раствора.

 

Таблица расхода строительной кладочной смеси на м.куб. кладки из различного кирпича.

  Размер кирпича мм Расход смеси М150 на м3 кладки
Наименование Д Ш В м.куб смеси кг. сухой смеси
Кирпич одинарный 1Nf  250 120 65 0,209 473
Кирпич полуторный 1,5Nf  250 120 88 0,171 389
Камень  2,1Nf  250 120 138 0,13 296
Камень крупноформатный, 4.5НФ  250 250 138 0,14 317
Камень  крупноформатный, 6НФ  250 250 188 0,12 271
Камень крупноформатный, 6,5НФ  480 112 219 0,089 201
Камень  крупноформатный, 7.8НФ  295 235 219 0,059 134
Камень  крупноформатный, 9.6НФ  355 240 219 0,06 135
Камень  крупноформатный, 10.7НФ  380 250 219 0,061 139
Камень  крупноформатный, 12.8 НФ 490 235 219 0,061 139
Камень  крупноформатный, 14.3 НФ 510 250 219 0,061 138

Сколько потребуется строительной смеси на квадратный метр кладки Вы узнаете из этой таблици.

  Кирпич ИК-2  0,5Nf  Кирпич Евро 0,7Nf Кирпич одинарный 1Nf  Кирпич полуторный 1,5Nf  Камень  2,1Nf 
смеси на м2 кладки в 0,5 кирпича  м.куб смеси 0,013 0,019 0,027 0,022 0,017
кг.сухой смеси 31 43 61 50 38
смеси на м2 кладки в 1 кирпич м.куб смеси *** *** 0,054 0,044 0,034
кг.сухой смеси *** *** 122 100 52
смеси на м2 кладки в 1,5 кирпича  м.куб смеси *** *** 0,10 0,079 0,059
кг.сухой смеси *** *** 227,0 140,0 90,0
смеси на м2 кладки в 2 кирпича  м.куб смеси *** *** 0,108 0,089 0,068
кг.сухой смеси *** *** 245 201 154
смеси на м2 кладки в 2,5 кирпича  м.куб смеси *** *** 0,135 0,111 0,085
кг.сухой смеси *** *** 245 201 192

Раствор для кладки кирпича, рецепты, пропорции.

Первая нормальная форма — Основы реляционных баз данных

Возьмем для примера обычный интернет-магазин, в котором продается электроника. Каждый раз когда пользователь делает заказ, в базу данных заносится запись об этом (в таблицу order_items). В нее входит вся необходимая информация: какой товар купил пользователь, сколько он стоил, адрес доставки и другое. Затем эти данные используются всеми подразделениями интернет-магазина, начиная от бухгалтеров, заканчивая службой доставки.

order_items

first_name last_name address item price
Сергей Иванов Москва, ул. Промышленная утюг 15.00
Иван Петров Самара, ул. Энгельса кофеварка 5000.00
Виктор Сидоров Омск, ул. Дворцовая утюг, телевизор 1000.00, 6500.00
Сергей Иванов Москва, ул. Матросова ноутбук 20000.00
Сергей Иванов Москва, ул. Матросова ноутбук 20000.00

В последнем столбце, у первой строки цена указана в долларах, в остальных записях это рубли. Последняя запись повторяет предыдущую, потому что этот заказ выполнил тот же человек, но сделал это в другое время.

Невооруженным взглядом видно, что в этой табличке много повторяющейся информации. Попробуем привести ее к правильной структуре с точки зрения реляционной модели. Для этого пройдемся по нормальным формам.

Первая нормальная форма сводится к трем правилам:

  • Каждая ячейка таблицы может хранить только одно значение
  • Все данные в одной колонке могут быть только одного типа
  • Каждая запись в таблице должна однозначно отличаться от других записей

Каждая ячейка – одно значение

В примере выше, у одной записи, поля item и price содержат два значения, разделенных запятой. Такой способ организации данных имеет множество недостатков. Например пропадает возможность делать обычную выборку по условиям:

-- Как найти записи о всех проданных утюгах?
SELECT * from order_items WHERE item = "?"

Другая проблема связана с типами данных. Поле прайс в таблице order_items имеет числовой тип (numeric). Если мы захотим хранить там более одного значения, то тип превратится в строковый, а все данные станут обычными строками. При такой организации, невозможно проверить корректность данных, формат числа. Становится крайне проблематично выполнить агрегирующие запросы, например, посчитать выручку за определенный месяц одним запросом.

Избавиться от перечислений в ячейках можно через создание новых записей:

Фарад (н) — RapidTables.com

Фарад — единица измерения емкости. Он назван в честь Майкла Фарадея.

Фарада измеряет, сколько электрического заряда накоплено на конденсаторе.

1 фарад — это емкость конденсатора, который имеет заряд 1 кулон при падении напряжения в 1 вольт.

1F = 1C / 1V

Таблица значений емкости в Фарадах

наименование символ преобразование пример
пикофарад пФ 1 пФ = 10 -12 F C = 10 пФ
нанофарад нФ 1 нФ = 10 -9 F С = 10 нФ
мкФ мкФ 1 мкФ = 10 -6 F C = 10 мкФ
миллифарад мФ 1 мФ = 10 -3 F C = 10 мФ
фарад F C = 10F
килофарад кФ 1 кФ = 10 3 F C = 10 кФ
мегафарад MF 1MF = 10 6 F C = 10MF

Пикофарад (пФ) в Фарад (Ф) преобразование

Емкость C в фарадах (Ф) равна емкости C в пикофарад (пФ), умноженный на 10 -12 :

C (F) = C (пФ) × 10 -12

Пример — преобразовать 30 пФ в фарады:

C (F) = 30 пФ × 10 -12 = 30 × 10 -12 F

Нанофарад (нФ) в Фарад (Ф) преобразование

Емкость C в фарадах (Ф) равна емкости C в нанофарад (нФ) умножить на 10 -9 :

C (F) = C (нФ) × 10 -9

Пример — преобразование 5 нФ в фарады:

C (F) = 5 нФ × 10 -9 = 5 × 10 -9 F

Конвертация из микрофарадов (мкФ) в Фарады (Ф)

Емкость C в фарадах (Ф) равна емкости C в микрофарад (мкФ) раз 10 -6 :

C (F) = C (мкФ) × 10 -6

Пример — преобразовать 30 мкФ в фарады:

C (F) = 30 мкФ × 10 -6 = 30 × 10 -6 F = 0.00003 F


См. Также

Нанофарад в Фарад (нФ в Ф)

Введите ниже емкость в нанофарадах, чтобы получить значение, преобразованное в фарады.

Как преобразовать нанофарады в фарады

Чтобы преобразовать измерение нанофарад в измерение фарад, разделите емкость на коэффициент преобразования.

Поскольку один фарад равен 1000000000 нанофарад, вы можете использовать эту простую формулу для преобразования:

фарады = нанофарады ÷ 1000000000

Емкость в фарадах равна нанофарадам, разделенным на 1000000000.

Например, вот как преобразовать 5 000 000 000 нанофарад в фарады, используя формулу выше.

5 000 000 000 нФ = (5 000 000 000 ÷ 1 000 000 000) = 5 Ф

Нанофарады и фарады — это единицы измерения емкости. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о каждой единице измерения.

Нанофарад составляет 1/1000000000 фарада, что представляет собой емкость конденсатора с разностью потенциалов в один вольт, когда он заряжается одним кулоном электричества.

Нанофарад — это величина, кратная фараду, которая является производной единицей измерения емкости в системе СИ. В метрической системе «нано» является префиксом для 10 -9 . Нанофарады можно обозначить сокращенно как нФ ; например, 1 нанофарад можно записать как 1 нФ.

Фарад определяется как емкость конденсатора, разность потенциалов которого составляет один вольт при зарядке одним кулоном электричества. [1] Фарад считается очень большим значением емкости, и кратные фараду обычно используются для измерения емкости в практических приложениях, хотя фарад все еще используется в некоторых приложениях.

Фарад — производная единица измерения емкости в системе СИ в метрической системе. Фарады могут быть сокращены как F ; например, 1 фарад можно записать как 1 F.

Конвертер емкости

• Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Сухой объем и общие измерения при приготовлении пищи Конвертер площади Конвертер объема и общих измерений при приготовлении пищи Конвертер температуры Конвертер давления, напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работыПреобразователь мощностиПреобразователь силыПреобразователь времениЛинейный конвертер скорости и скорости вращения , Расход топлива и Конвертер экономии топливаКонвертер чиселПреобразователь единиц информации и хранения данныхКурсы валютЖенская одежда и размеры обувиМужская одежда и размеры обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотности на массу) Преобразователь Удельная энергия, теплота сгорания (на объем) Преобразователь Температурный интервал КонвертерПреобразователь коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиПлотность тепла, плотность пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициентов теплопередачиКонвертер объемного расходаКонвертер массового расходаПреобразователь молярной скорости потокаКонвертер массового потокаМолярная концентрация Конвертер вязкостиПреобразователь плотности раствора , Конвертер проницаемости, паропроницаемости Конвертер скорости передачи водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с выбираемым эталонным давлениемКонвертер яркостиПреобразователь световой интенсивностиПреобразователь яркостиПреобразователь разрешения цифрового изображенияПреобразователь частоты и длины волныОптическая мощность (диоптрий) в диоптрийную мощность в преобразователь увеличения (X) ge ПреобразовательЛинейный преобразователь плотности зарядаПоверхностный преобразователь плотности зарядаПреобразователь объёмной плотности зарядаПреобразователь электрического токаЛинейный преобразователь плотности токаПреобразователь плотности поверхностного токаПреобразователь напряженности электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь удельного электрического сопротивленияПреобразователь электрической проводимости в ваттахПреобразователь удельной мощности в дБПреобразователь удельной электрической проводимости в ваттах Конвертер магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер плотности магнитного потокаМощность поглощенной дозы излучения, Конвертер мощности суммарной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность.Конвертер радиоактивного распада Конвертер радиоактивного облученияРадиация. Конвертер поглощенной дозы Конвертер метрических префиксов Конвертер передачи данных Конвертер единиц типографии и цифровой визуализации , используя осциллограф мультиметра.

Емкость — это физическая величина, которая представляет способность проводника накапливать заряд.Он находится путем деления величины электрического заряда на разность потенциалов между проводниками:

C = Q / ∆φ

Здесь Q — электрический заряд, который измеряется в кулонах (Кл), а ∆φ — разность потенциалов, измеряемая в вольтах (В).

Емкость измеряется в фарадах (Ф) в СИ. Этот блок назван в честь британского физика Майкла Фарадея.

Один фарад представляет собой чрезвычайно большую емкость для изолированного проводника.Например, изолированный металлический шар с радиусом в 13 раз большим, чем у Солнца, будет иметь емкость в одну фарад, в то время как емкость металлического шара с радиусом Земли будет около 710 микрофарад (мкФ).

Поскольку один фарад является такой большой величиной, используются меньшие единицы, такие как микрофарад (мкФ), что соответствует одной миллионной фарада, нанофарад (нФ), равный одной миллиардной фарада, и пикофарад (пФ). , что составляет одну триллионную фарада.

В расширенной CGS для электромагнитных устройств основная единица емкости описывается в сантиметрах (см).Один сантиметр электромагнитной емкости представляет собой емкость шара в вакууме с радиусом 1 см. Система CGS расшифровывается как система сантиметр-грамм-секунда — она ​​использует сантиметры, граммы и секунды в качестве основных единиц длины, массы и времени. Расширения CGS также устанавливают одну или несколько констант на 1, что позволяет упростить определенные формулы и вычисления.

Использование емкости

Конденсаторы — электронные компоненты для накопления электрических зарядов

Электронные символы

Емкость — это величина, имеющая значение не только для электрических проводников, но и для конденсаторов (первоначально называемых конденсаторами).Конденсаторы состоят из двух проводников, разделенных диэлектриком или вакуумом. Самый простой вариант конденсатора имеет две пластины, которые действуют как электроды. Конденсатор (от латинского condender — конденсировать) — это двухслойный электронный компонент, используемый для хранения электрического заряда и энергии электромагнитного поля. Самый простой конденсатор состоит из двух электрических проводников, между которыми находится диэлектрик. Энтузиасты радиоэлектроники, как известно, делают подстроечные конденсаторы для своих схем с эмалированными проводами разного диаметра.Более тонкая проволока наматывается на более толстую. Схема RLC настраивается на желаемую частоту путем изменения количества витков провода. На изображении есть несколько примеров того, как конденсатор может быть представлен на принципиальной схеме.

Параллельная RLC-цепь: резистор, катушка индуктивности и конденсатор

Немного истории

Ученые смогли создать конденсаторы еще 275 лет назад. В 1745 году в Лейдене немецкий физик Эвальд Георг фон Клейст и физик из Нидерландов Питер ван Мушенбрук создали первое конденсаторное устройство, получившее название «лейденская банка».Стенки сосуда служили диэлектриком, а вода в кувшине и рука экспериментатора — проводящими пластинами. В такой банке может накапливаться заряд порядка одного микрокулона (мкКл). В то время были популярны эксперименты и демонстрации с лейденскими кувшинами. В них банку заряжали статическим электричеством за счет трения. Затем участник эксперимента касался банки и подвергался поражению электрическим током. Однажды 700 монахов в Париже провели Лейденский эксперимент. Они взялись за руки, и один из них прикоснулся к банке.В этот момент все 700 человек воскликнули от ужаса, почувствовав толчок.

«Лейденская банка» попала в Россию благодаря русскому царю Петру Великому. Он встретился с Питером ван Мушенбруком во время своего путешествия по Европе и познакомился с его творчеством. Когда Петр Великий учредил Российскую академию наук, он поручил Мушенбруку изготовить для Академии различное оборудование.

Со временем конденсаторы были усовершенствованы, и их размер уменьшался по мере увеличения емкости.Сегодня конденсаторы широко используются в электронике. Например, конденсатор и катушка индуктивности образуют цепь резистора, катушки индуктивности и конденсатора, также известную как цепь RLC, LCR или CRL. Эта схема используется для установки частоты приема на радио.

Существует несколько типов конденсаторов, различающихся постоянной или переменной емкостью, а также типом используемого диэлектрического материала.

Примеры конденсаторов

Конденсаторы электролитические в блоке питания.

Сегодня существует множество различных типов конденсаторов для различных целей, но их основная классификация основана на их емкости и номинальном напряжении.

Обычно ёмкость конденсаторов находится в диапазоне от нескольких пикофарад до нескольких сотен микрофарад. Исключением являются суперконденсаторы, потому что их емкость формируется иначе, чем у других конденсаторов — это, по сути, двухслойная емкость. Это похоже на принцип действия электрохимических ячеек.Суперконденсаторы, построенные из углеродных нанотрубок, имеют повышенную емкость из-за большей поверхности электродов. Емкость суперконденсаторов составляет десятки фарад, и иногда они могут заменить электрохимические ячейки в качестве источника электрического тока.

Вторым по важности свойством конденсатора является его номинальное напряжение . Превышение этого значения может сделать конденсатор непригодным для использования. Вот почему при построении схем обычно используются конденсаторы со значением номинального напряжения, которое вдвое превышает напряжение, приложенное к ним в цепи.Таким образом, даже если напряжение в цепи немного превышает норму, с конденсатором все будет в порядке, пока увеличение не станет вдвое больше нормы.

Конденсаторы могут быть объединены в батареи для увеличения общего номинального напряжения или емкости системы. При последовательном подключении двух конденсаторов одного типа номинальное напряжение увеличивается вдвое, а общая емкость уменьшается вдвое. При параллельном подключении конденсаторов общая емкость удваивается, а номинальное напряжение остается прежним.

Третьим по важности свойством конденсаторов является их температурный коэффициент емкости . Он отражает взаимосвязь между емкостью и температурой.

В зависимости от назначения конденсаторы подразделяются на конденсаторы общего назначения, которые не должны соответствовать требованиям высокого уровня, и специальные конденсаторы. К последней группе относятся высоковольтные конденсаторы, прецизионные конденсаторы и конденсаторы с различным температурным коэффициентом емкости.

Маркировка конденсаторов

Подобно резисторам, конденсаторы маркируются в соответствии с их емкостью и другими свойствами. Маркировка может включать информацию о номинальной емкости, степени отклонения от номинального значения и номинальном напряжении. Малогабаритные конденсаторы маркируются трех- или четырехзначным или буквенно-цифровым кодом, а также могут иметь цветовую маркировку.

Таблицы с кодами и соответствующими им значениями номинального напряжения, номинальной емкости и температурного коэффициента емкости доступны в Интернете, но самый надежный способ проверить емкость и выяснить, правильно ли работает конденсатор, — это удалить конденсатор из цепи. и производить измерения с помощью мультиметра.

Электролитический конденсатор в разобранном виде. Он изготовлен из двух алюминиевых фольг. Один из них покрыт изолирующим оксидным слоем и действует как анод. Бумага, пропитанная электролитом, вместе с другой фольгой действует как катод. Алюминиевая фольга протравливается для увеличения площади поверхности.

Предупреждение: конденсаторы могут хранить очень большой заряд при очень высоком напряжении. Во избежание поражения электрическим током перед выполнением измерений необходимо принять меры предосторожности.В частности, важно разряжать конденсаторы, закорачивая их выводы с помощью провода, изолированного из высокопрочного материала. В этой ситуации хорошо подойдут обычные провода измерительного прибора.

Электролитические конденсаторы: эти конденсаторы имеют большой объемный КПД. Это означает, что они имеют большую емкость для данной единицы веса конденсатора. Одна из пластин такого конденсатора обычно представляет собой алюминиевую ленту, покрытую тонким слоем оксида алюминия.Электролитическая жидкость действует как вторая пластина. Эта жидкость имеет электрическую полярность, поэтому крайне важно обеспечить правильное добавление такого конденсатора в схему в соответствии с его полярностью.

Полимерные конденсаторы: в конденсаторах этих типов в качестве второй пластины используется полупроводник или органический полимер, проводящий электричество, а не электролитическая жидкость. Их анод обычно изготавливается из металла, такого как алюминий или тантал.

3-секционный воздушный конденсатор переменной емкости

Переменные конденсаторы: емкость этих конденсаторов можно изменять механически, регулируя электрическое напряжение или изменяя температуру.

Пленочные конденсаторы: их емкость может составлять от 5 пФ до 100 мкФ.

Есть и другие типы конденсаторов.

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы в наши дни становятся популярными. Суперконденсатор — это гибрид конденсатора и химического источника питания. Заряд сохраняется на границе, где встречаются две среды, электрод и электролит. Первый электрический компонент, который был предшественником суперконденсатора, был запатентован в 1957 году.Это был конденсатор с двойным электрическим слоем и пористым материалом, который помог увеличить емкость из-за увеличенной площади поверхности. Этот подход известен теперь как двухслойная емкость. Электроды пористые, угольные. С тех пор конструкция постоянно улучшалась, и первые суперконденсаторы появились на рынке в начале 1980-х годов.

Суперконденсаторы используются в электрических цепях как источник электрической энергии. У них много преимуществ перед традиционными батареями, включая их долговечность, малый вес и быструю зарядку.Вполне вероятно, что благодаря этим преимуществам суперконденсаторы в будущем заменят батареи. Основным недостатком использования суперконденсаторов является то, что они производят меньшее количество удельной энергии (энергии на единицу веса), а также имеют низкое номинальное напряжение и большой саморазряд.

В гонках Формулы 1 суперконденсаторы используются в системах рекуперации энергии. Энергия вырабатывается, когда автомобиль замедляется. Он хранится в маховике, батарее или суперконденсаторах для дальнейшего использования.

Электромобиль A2B производства Университета Торонто. Общий вид

В бытовой электронике суперконденсаторы используются для обеспечения стабильного электрического тока или в качестве резервного источника питания. Они часто обеспечивают питание во время пиков потребления энергии в устройствах, которые используют питание от батареи и имеют переменную потребность в электроэнергии, например MP3-плееры, фонарики, автоматические счетчики электроэнергии и другие устройства.

Суперконденсаторы также используются в общественном транспорте, особенно в троллейбусах, поскольку они обеспечивают более высокую маневренность и автономное движение при проблемах с внешним источником питания.Суперконденсаторы также используются в некоторых автобусах и электромобилях.

Электромобиль A2B производства Университета Торонто. Под капотом

В наши дни многие компании производят электромобили, в том числе General Motors, Nissan, Tesla Motors и Toronto Electric. Исследовательская группа Университета Торонто вместе с компанией Toronto Electric, занимающейся дистрибьюцией электродвигателей, разработала канадскую модель электромобиля A2B. В нем используются как химические источники энергии, так и суперконденсаторы — такой способ хранения энергии называется гибридным накопителем электроэнергии.Двигатели этого электромобиля питаются от аккумуляторов массой 380 кг. Солнечные батареи также используются за дополнительную плату — они устанавливаются на крыше автомобиля.

Емкостные сенсорные экраны

В современных устройствах все чаще используются сенсорные экраны, которые управляют устройствами с помощью сенсорных панелей или экранов. Существуют различные типы сенсорных экранов, включая емкостные и резистивные, а также многие другие. Некоторые могут реагировать только на одно прикосновение, а другие реагируют на несколько прикосновений.Принцип работы емкостных экранов основан на том, что большое тело проводит электричество. Это большое тело в нашем случае и есть человеческое тело.

Поверхностные емкостные сенсорные экраны

Сенсорный экран для iPhone выполнен по технологии проецируемой емкости.

Поверхностный емкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным материалом. Как правило, этот материал отличается высокой прозрачностью и низким поверхностным сопротивлением. Часто используется сплав оксида индия и оксида олова.Электроды в углах экрана подают на резистивный материал низкое колеблющееся напряжение. Когда палец касается этого экрана, возникает небольшая утечка электрического заряда. Эта утечка обнаруживается датчиками в четырех углах, и информация отправляется контроллеру, который определяет координаты касания.

Преимущество этих экранов в их долговечности. Они могут выдерживать прикосновения с частотой до одного раза в секунду в течение 6,5 лет. Это составляет около 200 миллионов касаний.Эти экраны имеют высокий уровень прозрачности — до 90%. Из-за своих преимуществ емкостные сенсорные экраны заменяют резистивные сенсорные экраны на рынке с 2009 года.

Недостатки емкостных экранов заключаются в том, что они плохо работают при минусовых температурах и их трудно использовать в перчатках, потому что перчатки действовать как изолятор. Сенсорный экран чувствителен к воздействию элементов, поэтому, если он расположен на внешней панели устройства, он используется только в устройствах, защищающих экран от воздействия.

Проекционные емкостные сенсорные экраны

Помимо поверхностных емкостных экранов, существуют также проекционные емкостные сенсорные экраны. Они отличаются тем, что на внутренней стороне экрана находится сетка электродов. Когда пользователь касается электрода, тело и электрод работают вместе как конденсатор. Благодаря сетке электродов легко получить координаты той области экрана, к которой прикоснулись. Этот тип экрана реагирует на прикосновения даже в тонких перчатках.

Проекционные емкостные сенсорные экраны также обладают высокой прозрачностью до 90%. Они прочные и долговечные, что делает их популярными не только в личных электронных устройствах, но и в устройствах, предназначенных для общественного использования, таких как торговые автоматы, электронные платежные системы и другие.

Эту статью написали Сергей Акишкин, Татьяна Кондратьева

Есть ли у вас трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.

Фактов и заблуждений о первой нормальной форме

Несмотря на то, что его называют обезображенным пасынком реляционной модели, SQL добился успеха и стабильности благодаря своей основной основе на реляционной модели. Однако некоторые реляционные концепции, такие как Первая нормальная форма (или для краткости 1NF), могут претерпевать резкие изменения, когда они обсуждаются в контексте SQL. Поскольку эту концепцию часто неверно истолковывают, нелегко понять фундаментальный принцип, согласно которому в SQL таблица неизбежно должна соответствовать 1NF.В этой статье я попытаюсь развеять некоторые популярные заблуждения, связанные с 1НФ, объяснить его структурные основы и дать некоторые практические рекомендации.

Почему мы должны рассматривать 1NF по сравнению с любым другим подходом к моделированию таблиц SQL? По сути, принципы первой нормальной формы — это не что иное, как свойства отношения в модели реляционной базы данных (1). Наиболее важные из них:

  • В таблице не должно быть дубликатов — повторяющихся столбцов или повторяющихся строк.
  • Порядок строк или столбцов не должен иметь значения.
  • В каждой строке каждый столбец должен иметь одно значение. Столбцы в таблице по определению имеют имена и тип.

Таблица с этими свойствами имеет преимущества, заключающиеся в наличии четко определенной структуры, а также в функциях целостности и манипулирования — отличительных признаках реляционной модели. Хотя это относительно простые цели, существуют некоторые препятствия, которые мешают, например отсутствие функций в популярных продуктах SQL, природа языка SQL и ограниченная осведомленность пользователей базы данных, которые используют продукты и язык.

«Ненормализованное»: ограничение выразительной силы

Выразительная сила, легкость и экономичность, с которой можно выразить запрос, страдают, когда не соблюдаются принципы проектирования. То же самое и с 1НФ; плохая нормализация, ограничивает нашу выразительную силу.

Смещение базы данных ограничивает выразительную силу запросов. Обычно смещение происходит, когда дизайн одной или нескольких таблиц отдается определенному набору запросов. . Следовательно, хотя некоторые запросы к таким таблицам легко сформулировать, многие другие могут оказаться сложными для построения (2).Хотя высшие нормальные формы имеют тенденцию усугублять эту ситуацию, симптомы довольно выражены в таблице, которая также нарушает 1NF.

Отсутствие контроля избыточности также приводит к ненужной сложности запросов. Хотя более высокие нормальные формы, как правило, лучше демонстрируют последствия, СУБД трудно обеспечить соблюдение механизма целостности, чтобы контролировать ненужное дублирование, если схема даже не в 1NF. Позже в этой статье я покажу несколько примеров, которые увеличат сложность выражений запросов.

Неоднозначность повторяющихся групп

Некоторые из общих определений 1NF в учебных пособиях неправильно используют термин «повторяющиеся группы» или «повторяющиеся группы». Обычно это выглядит так: Если в таблице нет повторяющихся групп, то это первая нормальная форма. Некоторые университеты даже берут определения с существующих веб-сайтов и публикуют их для просмотра студентами. Неудивительно, что сами студенты повторяют одни и те же утверждения о повторяющихся группах и 1НФ.

Многие авторы неправильно понимают концепцию повторяющейся группы и используют ее, чтобы утверждать, что определенная таблица нарушает 1NF. Некоторые люди считают, что набор столбцов, обычно с одинаковыми названиями, которые размещаются в таблице рядом друг с другом и имеют один и тот же тип данных, составляют «повторяющуюся группу». Рассмотрим следующую таблицу:

Случайная таблица:

Здесь сходство имен и типов данных столбца с датами создает иллюзию «повторяющейся группы», которая может заставить людей думать, что таблица нарушает 1НФ.Если мы рассмотрим таблицу как исторический набор данных уволенных сотрудников, и каждая дата представляет различные события, это может изменить наше восприятие таблицы.

уволенных сотрудников Таблица:

Здесь у нас есть неключевые столбцы, которые все зависят от ключевого столбца. Они не зависят друг от друга, но могут работать с ограничениями, которые представляют собой определенные правила, такие как « date_of_termination должно быть больше rental_date» или, может быть, «найм_дата должно быть не менее чем на 18 лет позже, чем date_of_birth» ; но никакие такие ограничения не повлияют на основные требования к таблице в INF.Но являются ли они по-прежнему повторяющейся группой или это отдельные столбцы, представляющие действительные атрибуты сущности сотрудника?

Вот еще один пример:

Эта таблица плохо спроектирована и имеет некоторые выразительные ограничения, но столбцы, названные по месяцам, не являются точно повторяющимися группами, и это само по себе не вызывает нарушения первой нормальной формы.

Итак, что такое повторяющаяся группа? Проще говоря, повторяющаяся группа — это столбец, который может содержать несколько значений. (2). Столбцы в базовой таблице в SQL явно названы и типизированы и поэтому могут содержать только одно значение этого типа (или ноль в случае столбца, допускающего значение NULL, который мы обсудим позже). Поэтому, строго говоря, базовая таблица в SQL не может иметь повторяющуюся группу. Например, столбец SQL с целочисленным типом данных не может содержать повторяющуюся группу, содержащую набор из нескольких целых чисел.

Интернет изобилует примерами базовых инструкций по нормализации баз данных, которые допускают эту ошибку.Даже веб-сайты поддержки продуктов основных поставщиков СУБД могут неправильно понять значение «повторяющейся группы». Например, в статье базы знаний Microsoft ( Описание основ нормализации базы данных, ) подразумевается, что «несколько полей в одной таблице для хранения похожих данных» представляют собой повторяющуюся группу. Точно так же в разделе Нормализация сущностей в документации по DB2 говорится, что повторяющиеся группы — это разные атрибуты, которые по своей сути одинаковы.

Интерпретация атомарности

В прошлом большинство людей основывало свое понимание 1NF на концепции атомарности — более конкретно атомарности значений данных.То есть каждое значение в столбце должно быть «отдельной единицей данных». Фактически, некоторые более ранние пионеры баз данных определили атомарные данные, перефразируя, как «данные , которые не могут быть разложены на более мелкие части ».

Некоторое время это считалось уместным, но оказалось очень расплывчатым и неточным. Например, как мы воспринимаем атомную ценность? Считается ли значение, объявленное как VARCHAR (10), атомарным, если мы можем разложить строку на отдельные символы? Как может значение, объявленное как DATETIME, которое имеет компоненты года, месяца и дня, а также временную часть, иметь дополнительные разложимые элементы? Что ж, ответ — это зависит от обстоятельств.Атомарность значений данных сама по себе не является объективным критерием и не имеет абсолютного значения (3). Это зависит от того, как мы хотим работать с данными. Другими словами, вопрос о том, является ли значение данных атомарным, остается в поле зрения смотрящего.

Рассмотрим следующую таблицу:

Отдельная дата может рассматриваться как «атомарное» значение или как отдельные значения дня, месяца и года, каждое из которых является «атомарным» само по себе. Если мы будем рассматривать дату как единое целое и если мы можем объявить ее СУБД, используя тип данных, который может представлять это значение, то, очевидно, ее можно рассматривать как отдельную единицу данных или скалярное значение.

Точно так же любое значение может рассматриваться как атомарное независимо от того, что является базовой «структурой» значения — будь то целое число, строка, массив, изображение, список, коллекция, аудио, фильм и т. Д. — как пока СУБД поддерживает систему типов, которая допускает такие значения. Это важно. Если СУБД не имеет возможности поддерживать такие значения, очевидно, что разработчикам придется изобретать кладжи, чтобы «сделать это». Теперь, чтобы немного разобраться в этом, что такое система типов? Проще говоря, это средство в СУБД, которое позволяет пользователю объявлять значения, относящиеся к определенным типам данных.(В некоторых книгах используется термин «домен», но концептуальной разницы между доменами и типами данных нет (1).

«… каждое пересечение строки и столбца в этой таблице содержит ровно одно значение применимого типа, ни больше ни меньше. (Рассматриваемое значение может быть произвольно сложным, это может быть даже таблица…)… »

CJ Date, Словарь реляционной базы данных

Это объясняет, почему некоторые конструкции нарушают 1NF. В большинстве случаев разработчик базы данных, сознательно или неосознанно, вынужден использовать существующий тип для представления значения, которое в противном случае должно было быть объявлено с использованием соответствующего типа данных.Некоторые ошибочно заявили, что определенные типы данных, такие как сами массивы, являются источником повторяющихся групп. В конце концов, строка — это не что иное, как массив символов, определенный как конечная последовательность. Например, в книге «SQL for Smarties» автор заявляет : «Определение 1NF состоит в том, что в таблице нет повторяющихся групп и все столбцы являются скалярными значениями. Это означает, что столбец не может иметь массивов, связанных списков, таблиц в таблицах или структур записей, подобных тем, которые вы найдете в других языках программирования ». Хотя автор продолжает говорить о различных стандартах SQL и о том, почему мы должны избегать таких столбцов, он не упоминает как причину отсутствие поддержки типов данных для относительно сложных типов данных, таких как массивы, связанные списки и т. Д. (4).

NULLS и 1NF

В аналогичном примечании давайте посмотрим на другой набор строк, чтобы увидеть, не нарушает ли он 1NF. Может ли таблица справа быть лучшим представлением, чем таблица слева?

Таблица A

Таблица B

Некоторые люди могут подумать, что таблица B справа будет более точным представлением реальности.Это может быть до некоторой степени правильным , если бизнес полагается на значимость каждой части имени , и они используются в модели. Если базовая модель не заботится об отдельных частях имени, то таблица A слева, очевидно, лучше спроектирована. Затем у нас есть введение NULL, что является проблемой по отношению к таблице B, о которой мы редко говорим в кругах SQL — строго говоря, NULL нарушают первую нормальную форму (2). Помните основной принцип, согласно которому каждое значение относится к объявленному типу столбца.Таким образом, в этом отношении это сводится к тому, что такое NULL. Большинство экспертов по базам данных считают NULL маркером, а не значением, и SQL имеет определенные специальные правила в отношении адресации NULL в столбцах (4). NULL также нарушают многие известные математические тождества простых операций отношения. Во многих случаях нам приходится использовать специальные функции, такие как COALESCE и ISNULL, для решения определенных проблем. Некоторые предложили концепцию « типизированных NULL », но багаж, связанный с такими идеями, слишком тяжел.

Это своего рода споры в кругах баз данных, фактически все, что связано с NULL, является спором среди экспертов. Однако в целом профессионалы баз данных сходятся во мнении, что значения NULL являются частью всех СУБД, использующих SQL; фактически, SQL не может работать без NULL и соответствующей трехзначной логики (3VL). Поэтому большинство людей склонны недооценивать значение NULL, при этом убеждаясь, что таблица находится в 1NF. Однако, учитывая логические последствия NULL, с которыми мы сталкиваемся на практике, в целом рекомендуется минимальное использование NULL.

Часто люди говорят о том, что строки в таблице с различным количеством столбцов являются нарушением 1NF. Хотя это верно как концепция, это не применимо к SQL, потому что таблицы SQL имеют все строки с одним и тем же набором столбцов. Итак, почему это может быть проблемой при определении 1NF? Причина снова в том, что в основном из-за отсутствия подходящего типа данных, а частично из-за плохого понимания эффективных принципов проектирования люди будут пытаться втиснуть несколько значений в один столбец, обычно разделяя их запятой или точкой с запятой.Например, рассмотрим таблицу гипотетической финансовой компании, в которой представлены номера счетов их клиентов:

Здесь таблица неточно отражает то, что хочет пользователь. Поскольку не существует определенного типа данных «номер счета», пользователь использует тип VARCHAR для представления номеров счетов. Более конкретно, поскольку нет доступного типа для представления «списка номеров счетов», пользователь должен снова использовать тип VARCHAR.

Каковы будут практические последствия такого представления? Конечно, это облегчает отображение, если для отображения требуется список номеров счетов.

Однако подумайте, как можно построить запрос, который возвращает клиентов с одним и тем же номером учетной записи. Или как насчет даже простого запроса: «У какого клиента номер счета 864126208?» Можно ли это сделать, не разбирая значения в столбце account _numbers? Как насчет даже более простого запроса, чтобы узнать, сколько учетных записей у клиента 9514?

Теперь нам не составит труда представить возможные трудности, связанные с добавлением, удалением и изменением номеров счетов.

Есть и другие проблемы, связанные с целостностью данных: например, как нам избежать дублирования номеров счетов для конкретного клиента? Как насчет введения ограничения на количество номеров счетов, которые может иметь клиент? Очевидно, что в таких многозначных представлениях все такие ограничения должны быть реализованы вне базы данных без использования существующего механизма обеспечения целостности в СУБД (5).

До сих пор мы не упоминали о фундаментальном недостатке представления о том, что один и тот же столбец имеет два типа значений — один номер счета и список номеров счетов.Фактически, поскольку соответствующие ограничения отсутствуют, любое значение VARCHAR, которое хочет пользователь, может быть представлено в этом столбце! В этом случае, если бизнес-модель имеет дело с отдельными учетными записями, то каждый номер счета является скалярным значением. Поэтому наличие столбца с несколькими значениями номера счета может рассматриваться как нарушение 1NF.

Как нам это исправить? Часто предлагается альтернатива — «разбить» список номеров счетов на отдельные столбцы типа VARCHAR. В результате может получиться таблица, обычно с именами столбцов, содержащими некоторую дополнительную информацию, например:

Очевидно, нам пришлось бы использовать NULL или некоторые значения по умолчанию для столбцов, которые не имеют соответствующего значения номера счета.Тот факт, что NULL существуют во второй таблице, делает это нарушением, но, как было сказано ранее, в SQL многие люди склонны игнорировать NULL как ограничение. В этом смысле эта таблица, кажется, удовлетворяет другим критериям для 1NF.

Это представление не так плохо, как предыдущее, и помогает с некоторыми ограничениями, которые не могли быть применены раньше, такими как ограничение количества учетных записей. Кроме того, включена некоторая дополнительная информация, например, принадлежит ли номер счета текущему, сберегательному или брокерскому счету.

Тем не менее, он все еще имеет некоторые серьезные ограничения с некоторыми запросами, особенно если один и тот же номер счета используется более чем одним клиентом. Еще одна проблема — дублирование номеров счетов. Кроме того, если возникает потребность записать более трех учетных записей для клиента, потребуются дополнительные изменения схемы.

В идеале эту таблицу можно было бы лучше представить с помощью трех столбцов, в которых конкретно указываются номер счета и тип счета.

Это не только сделает базовые предикаты более понятными, но и сделает запросы более простыми.Хотя по-прежнему существуют некоторые ограничения из-за недостаточной поддержки типов, существует небольшая двусмысленность относительно того, повторяются ли значения в столбцах. В качестве дополнительного преимущества нет необходимости в специальной обработке NULL или значений по умолчанию, и большинство ограничений можно выразить напрямую. Ограничение уникальности должно быть объявлено с использованием составного ключа.

Как только схема начнет развиваться и потребуются дополнительные ссылочные ограничения для этой таблицы, возможно, мы могли бы ввести суррогатный ключ для простоты, в зависимости от бизнес-требований.

Последствия нарушения 1NF иногда считаются безвредными, хотя большинство из них ставят под угрозу структурную надежность и целостность схемы. Вы сделаете немного больше, чем добавите дополнительную нагрузку на общую стабильность базы данных, если попытаетесь «исправить» проблему с помощью сложных подпрограмм, которые анализируют и сводят значения или полагаются на внешние приложения для обеспечения достаточной целостности. Короче говоря, любое восприятие того, что вы достигли простоты дизайна, отказавшись от 1NF, является всего лишь иллюзией.С другой стороны, есть много преимуществ, если просто принять его как основополагающий принцип целостности в управлении данными.

1. Дата, Крис. Введение в системы баз данных (8-е изд). s.l. : Addison Wesley, 2003. 978-0321197849.

2. Паскаль, Фабиан. Что не означает первая нормальная форма. Опровержение баз данных. [онлайн] 2005 г. http://www.dbdebunk.com/page/page/629796.htm.

3. Дата, Крис. База данных в глубине: реляционная теория для практиков. s.l. : O’Reilly Media, Inc., 2005. 978-0596100124.

4. Целко, Джо. SQL для умников: расширенное программирование SQL (третье издание). s.l. : Морган Кауфманн, 2005. 978-0123693792.

5. Simsion, Graeme and Witt, Graham. Основы моделирования данных (третье издание). s.l. : Морган Кауфманн, 2004. 978-0126445510.

6. Кент, Уильям. Простое руководство по пяти нормальным формам в теории реляционных баз данных. Уильям (Билл) Кент. [Online] Сентябрь 1982 г. http://www.bkent.net/Doc/simple5.htm.

7. Фарут, Стефан и Робсон, Питер. Искусство SQL. s.l. : O’Reilly Media, Inc., 2006. 978-0596008949.

Глава 12 Нормализация — Проектирование базы данных — 2-е издание

Адриенн Ватт

Нормализация должна быть частью процесса проектирования базы данных. Однако трудно отделить процесс нормализации от процесса моделирования ER, поэтому эти два метода следует использовать одновременно.

Используйте диаграмму отношений сущностей (ERD), чтобы предоставить общую картину или макро-представление требований к данным и операций организации. Это создается посредством итеративного процесса, который включает идентификацию соответствующих сущностей, их атрибутов и их отношений.

Процедура нормализации фокусируется на характеристиках конкретных сущностей и представляет собой микровиде сущностей в ERD.

Что такое нормализация?

Нормализация — это раздел теории отношений, обеспечивающий понимание дизайна.Это процесс определения степени избыточности в таблице. Цели нормализации:

  • Уметь характеризовать уровень избыточности в реляционной схеме
  • Обеспечить механизмы для преобразования схем с целью удаления избыточности

Теория нормализации во многом опирается на теорию функциональных зависимостей. Теория нормализации определяет шесть нормальных форм (НФ). Каждая нормальная форма включает в себя набор свойств зависимостей, которым должна удовлетворять схема, и каждая нормальная форма дает гарантии о наличии и / или отсутствии аномалий обновления.Это означает, что более высокие нормальные формы имеют меньшую избыточность и, как следствие, меньше проблем с обновлением.

Нормальные формы

Все таблицы в любой базе данных могут быть в одной из обычных форм, которые мы обсудим далее. В идеале нам нужна только минимальная избыточность для PK — FK. Все остальное следует брать из других таблиц. Существует шесть нормальных форм, но мы рассмотрим только первые четыре, а именно:

  • Первая нормальная форма (1NF)
  • Вторая нормальная форма (2НФ)
  • Третья нормальная форма (3НФ)
  • Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF)

BCNF используется редко.

Первая нормальная форма (1NF)

В первой нормальной форме разрешены только одиночные значения на пересечении каждой строки и столбца; следовательно, нет повторяющихся групп.

Чтобы нормализовать отношение, содержащее повторяющуюся группу, удалите повторяющуюся группу и сформируйте два новых отношения.

PK нового отношения — это комбинация PK исходного отношения плюс атрибут из вновь созданного отношения для уникальной идентификации.

Процесс для 1NF

Мы будем использовать приведенную ниже таблицу Student_Grade_Report из базы данных School в качестве нашего примера, чтобы объяснить процесс для 1NF.

Отчет об уровне_студента (Номер ученика, Имя ученика, Основное направление, Номер курса, Имя курса, Номер инструктора, Имя инструктора, Местоположение инструктора, Оценка)

  • В таблице отчета об успеваемости учащегося повторяющаяся группа — это информация о курсе. Студент может пройти множество курсов.
  • Удалите повторяющуюся группу.В данном случае это информация о курсе для каждого студента.
  • Определите PK для вашей новой таблицы.
  • PK должен однозначно идентифицировать значение атрибута (StudentNo и CourseNo).
  • После удаления всех атрибутов, связанных с курсом и студентом, вы остаетесь с таблицей курса студента ( StudentCourse ).
  • Таблица Student ( Student ) теперь находится в первой нормальной форме с удаленной повторяющейся группой.
  • Две новые таблицы показаны ниже.

Студент (Номер студента, имя студента, специальность)

StudentCourse (StudentNo, CourseNo, CourseName, InstructorNo, InstructorName, InstructorLocation, Grade)

Как обновить аномалии 1NF

StudentCourse (StudentNo, CourseNo, CourseName, InstructorNo, InstructorName, InstructorLocation, Grade)

  • Чтобы добавить новый курс, нам нужен студент.
  • Когда информацию о курсе необходимо обновить, у нас могут быть несоответствия.
  • Чтобы удалить студента, мы также можем удалить важную информацию о курсе.

Вторая нормальная форма (2NF)

Для второй нормальной формы отношение должно сначала быть в 1NF. Отношение автоматически входит в 2NF, если и только если PK содержит единственный атрибут.

Если отношение имеет составной PK, то каждый неключевой атрибут должен полностью зависеть от всего PK, а не от подмножества PK (т.е. не должно быть частичной зависимости или дополнения).

Процесс для 2NF

Чтобы перейти в 2NF, таблица должна сначала быть в 1NF.

  • Таблица Student уже находится в 2NF, потому что у нее есть PK с одним столбцом.
  • При изучении таблицы студенческого курса мы видим, что не все атрибуты полностью зависят от PK; в частности, вся информация о курсе. Единственный атрибут, который полностью зависит, — это оценка.
  • Найдите новую таблицу, содержащую информацию о курсе.
  • Определите PK для новой таблицы.
  • Три новые таблицы показаны ниже.

Студент (Номер студента, имя студента, специальность)

Оценка курса (Номер студента, Номер курса, Оценка)

CourseInstructor (CourseNo, CourseName, InstructorNo, InstructorName, InstructorLocation)

Как обновить аномалии 2NF

  • При добавлении нового инструктора нам понадобится курс.
  • Обновление информации о курсе может привести к несогласованности информации для инструктора.
  • При удалении курса также может быть удалена информация об инструкторе.

Третья нормальная форма (3NF)

Чтобы быть в третьей нормальной форме , отношение должно быть во второй нормальной форме. Также необходимо удалить все транзитивные зависимости; неключевой атрибут может не зависеть функционально от другого неключевого атрибута.

Процесс для 3NF

  • Удалите все зависимые атрибуты в транзитивных отношениях из каждой таблицы, которые имеют транзитивные отношения.
  • Создать новую таблицу (ы) с удаленной зависимостью.
  • Проверьте новые таблицы, а также таблицы, измененные, чтобы убедиться, что каждая таблица имеет определитель и что ни одна таблица не содержит несоответствующих зависимостей.
  • См. Четыре новые таблицы ниже.

Студент (Номер студента, имя студента, специальность)

Оценка курса (Номер студента, Номер курса, Оценка)

Курс (CourseNo, CourseName, InstructorNo)

Инструктор (InstructorNo, InstructorName, InstructorLocation)

На данном этапе аномалий в третьей нормальной форме быть не должно.Давайте посмотрим на диаграмму зависимостей (рисунок 12.1) для этого примера. Первый шаг — удалить повторяющиеся группы, как описано выше.

Студент (Номер студента, имя студента, специальность)

StudentCourse (StudentNo, CourseNo, CourseName, InstructorNo, InstructorName, InstructorLocation, Grade)

Чтобы повторить процесс нормализации для базы данных School, просмотрите зависимости, показанные на рисунке 12.1.

Рисунок 12.1 Диаграмма зависимостей, автор А.Ватт.

На рисунке 12.1 используются следующие сокращения:

  • PD: частичная зависимость
  • TD: переходная зависимость
  • FD: полная зависимость (Примечание: FD обычно означает функциональную зависимость . Использование FD в качестве сокращения для полной зависимости используется только на рисунке 12.1.)

Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF)

Когда таблица имеет более одного ключа-кандидата, могут возникнуть аномалии, даже если отношение находится в 3NF. Нормальная форма Бойса-Кодда — частный случай 3NF. Отношение находится в BCNF тогда и только тогда, когда каждый определитель является ключом-кандидатом.

BCNF, пример 1

Рассмотрим следующую таблицу ( St_Maj_Adv ).

Student_id Major Советник
111 Физика Смит
111 Музыка Чан
320 Математика Доббс
671 Физика Белый
803 Физика Смит

Семантические правила (бизнес-правила, применяемые к базе данных) для этой таблицы:

  1. Каждый студент может изучать несколько предметов.
  2. Для каждого специалиста у студента есть только один советник.
  3. У каждого Major есть несколько советников.
  4. Каждый советник советует только один майор.
  5. Каждый консультант консультирует нескольких студентов по одной специальности.

Функциональные зависимости для этой таблицы перечислены ниже. Первый ключ — кандидат; второй нет.

  1. Student_id, Major ——> Advisor
  2. Советник ——> Майор

Аномалии для этой таблицы включают:

  1. Удалить — студент удаляет информацию о консультанте
  2. Вставка — новому руководителю нужен студент
  3. Обновление — несоответствия

Примечание : Ни один атрибут не является кандидатным ключом.

PK может быть Student_id, Major или Student_id, Advisor .

Чтобы уменьшить отношение St_Maj_Adv к BCNF, вы создаете две новые таблицы:

  1. St_Adv (Student_id, Advisor)
  2. Adv_Maj (советник, майор)

St_Adv стол

Student_id Советник
111 Смит
111 Чан
320 Доббс
671 Белый
803 Смит

Adv_Maj таблица

Советник Major
Смит Физика
Чан Музыка
Доббс Математика
Белый Физика

BCNF Пример 2

Рассмотрим следующую таблицу ( Client_Interview) .

Клиент № Интервью Дата InterviewTime Персональный № Комн. №
CR76 13 мая 02 10,30 SG5 G101
CR56 13 мая 02 12,00 SG5 G101
CR74 13 мая 02 12.00 SG37 G102
CR56 1 июля 02 10,30 SG5 G102

FD1 — ClientNo, InterviewDate -> InterviewTime, StaffNo, RoomNo (PK)

FD2 — staffNo, intervalDate, intervalTime -> clientNO (ключ кандидата: CK)

FD3 — номер комнаты, дата собеседования, время интервью -> StaffNo, clientNo (CK)

FD4 — StaffNo, интервьюDate -> roomNo

Отношение находится в BCNF тогда и только тогда, когда каждый определитель является ключом-кандидатом.Нам нужно создать таблицу, которая включает в себя первые три FD (таблица Client_Interview2, ) и еще одну таблицу (таблица StaffRoom, ) для четвертого FD.

Client_Interview2 таблица

Клиент № Интервью Дата InterViewTime Персональный №
CR76 13 мая 02 10,30 SG5
CR56 13 мая 02 12.00 SG5
CR74 13 мая 02 12,00 SG37
CR56 1 июля 02 10,30 SG5

StaffRoom стол

Персональный номер Интервью Дата Комн. №
SG5 13 мая 02 G101
SG37 13 мая 02 G102
SG5 1 июля 02 G102

Нормализация и проектирование базы данных

В процессе нормализации проектирования базы данных перед созданием структур таблиц убедитесь, что предлагаемые сущности соответствуют требуемой нормальной форме.Многие реальные базы данных были неправильно спроектированы или обременены аномалиями, если они были неправильно изменены с течением времени. Вас могут попросить изменить дизайн и изменить существующие базы данных. Это может быть большим мероприятием, если таблицы не нормализованы должным образом.

Ключевые термины и сокращения

Нормальная форма Бойса-Кодда (BCNF) : частный случай 3-го NF

первая нормальная форма (1NF): разрешены только отдельные значения на пересечении каждой строки и столбца, поэтому повторяющихся групп нет

нормализация : процесс определения степени избыточности в таблице

вторая нормальная форма (2NF) : отношение должно быть в 1NF, а PK содержит единственный атрибут

семантические правила : бизнес-правила, применяемые к базе данных

третья нормальная форма (3NF) : отношение должно быть в 2NF, и все транзитивные зависимости должны быть удалены; неключевой атрибут может не зависеть функционально от другого неключевого атрибута

Упражнения

Прежде чем выполнять эти упражнения, прочтите главы 11 и 12.

  1. Что такое нормализация?
  2. Когда стол в 1НФ?
  3. Когда стол в 2НФ?
  4. Когда стол в 3NF?
  5. Определите и обсудите каждую из указанных зависимостей в диаграмме зависимостей, показанной на рисунке 12.2.
    Рисунок 12.2 По вопросу 5, автор А. Ватт.
  6. Чтобы отслеживать студентов и курсы, новый колледж использует структуру таблиц, показанную на рис. 12.3.
    Нарисуйте диаграмму зависимостей для этой таблицы. Рисунок 12.3 По вопросу 6 А.Ватт.
  7. Используя диаграмму зависимостей, которую вы только что нарисовали, покажите таблицы (в их третьей нормальной форме), которые вы создадите для решения проблем, с которыми вы столкнулись. Нарисуйте диаграмму зависимостей для фиксированной таблицы.
  8. Агентство Instant Cover поставляет персонал на неполный рабочий день / временный персонал в отели в Шотландии. На рисунке 12.4 показано время, затрачиваемое сотрудниками агентства на работу в различных отелях. Номер национального страхования (НИН) уникален для каждого сотрудника. Используйте рисунок 12.4, чтобы ответить на вопросы (a) и (b).
    Рисунок 12.4 По вопросу 8, автор А. Ватт.
    1. Эта таблица подвержена ошибкам при обновлении. Приведите примеры аномалий при вставке, удалении и обновлении.
    2. Привести эту таблицу в третью нормальную форму. Высказывайте любые предположения.
  9. Заполните пустые поля:
    1. ____________________ производит низшую нормальную форму.
    2. Любой атрибут, значение которого определяет другие значения в строке, называется a (n) ____________________.
    3. Считается, что атрибут, который нельзя разделить дальше, отображает ____________________.
    4. ____________________ относится к уровню детализации, представленному значениями, хранящимися в строке таблицы.
    5. Реляционная таблица не должна содержать ____________________ групп.

См. Также Приложение B: Примеры упражнений ERD

Библиография

Нгуен Ким Ань, Теория реляционного дизайна . OpenStax CNX. 8 июля 2009 г. Получено в июле 2014 г. с http://cnx.org/contents/[email protected]@1

Рассел, Гордон.Глава 4 — Нормализация. База данных электронного обучения . N.d. Получено в июле 2014 г. с db.grussell.org/ch5.html

.

Первая нормальная форма, чем она хороша и как она снижает избыточность

Первостепенное значение первой нормальной формы состоит не в том, что она устраняет избыточность , а в том, что она устраняет повторяющихся групп .

Вместо того, чтобы иметь в записи несколько столбцов с одним и тем же типом данных, (0NF) вы удаляете повторяющуюся информацию в отдельное отношение и представляете их в виде строк.Это то, что составляет 1НФ.

Таблицы со столбцами, например: phone_1 , phone_2 , phone_3 или содержащие данные в виде списков, например: 212-555-1212, 212-555-1234, 416-967-1111 нарушают 1NF.

1NF важен, потому что он намного более гибкий, чем 0NF, но его гораздо проще использовать при вставке, обновлении и чтении данных. Это связано с тем, что каждый тип элемента данных (например, номер телефона клиента) имеет ровно один столбец, в котором его можно найти, и этот столбец содержит только один фрагмент данных для каждой записи.Это означает, что вы можете использовать простые операторы SQL для чтения или записи отдельных элементов данных без необходимости синтаксического анализа строк с разделителями или использования таких конструкций, как: , где [защита электронной почты] или [защита электронной почты] или [защита электронной почты] и т. Д.

Что касается 1NF по сравнению с 3NF, нормальные формы являются кумулятивными. Таблица в 3NF также находится в 1NF, поэтому сказать, что «Каждая таблица в реляционной базе данных должна быть в 1NF», так же верно, как и сказать, что «Каждая таблица в реляционной базе данных должна быть в 3NF.«Я бы сказал, что оба утверждения верны, но я бы добавил », если у вас нет действительно хорошей, хорошо продуманной причины денормализовать .

«Я думаю, еще один способ спросить, почему важно, чтобы значения были атомарными?»

В настоящее время я работаю с приложениями, которые имеют значения, разделенные запятыми, в полях varchar / text, и это головная боль. Среди прочего, в приложении вы должны выполнять все глупые операции по разделению и преобразованию строк, чтобы получить данные в правильной форме, а на стороне БД вы не можете использовать индексы в поле, так как все поиски должны выполняться форма WHERE mycolumn LIKE ‘% search%’

Есть и другие причины, но в первую очередь приходят на ум эти две.

Нормализация базы данных — на легком для понимания английском языке

Нормализация базы данных — это процесс, используемый для организации базы данных в таблицы и столбцы. Существует три основных формы: первая нормальная форма, вторая нормальная форма и третья нормальная форма. Основная идея состоит в том, что каждая таблица должна быть посвящена конкретной теме и включать только вспомогательные темы. В качестве примера возьмем электронную таблицу, содержащую информацию, где данные содержат продавцов и клиентов, служащих нескольким целям:

  • Определите продавцов в вашей организации
  • Составьте список всех клиентов, к которым ваша компания обращается для продажи продукта
  • Определите, какие продавцы обращаются к конкретным клиентам.

Ограничивая таблицу одной целью, вы уменьшаете количество повторяющихся данных, содержащихся в вашей базе данных. Это устраняет некоторые проблемы, связанные с модификациями базы данных.

Для достижения этих целей мы будем использовать некоторые установленные правила. Это называется нормализацией базы данных . По мере применения этих правил формируются новые таблицы. Переход от неуправляемой к оптимизированной форме проходит через несколько нормальных форм: первую, вторую и третью нормальную форму.

По мере того, как таблицы удовлетворяют каждой последующей форме нормализации базы данных, они становятся менее подверженными аномалиям модификации базы данных и более сосредоточены на единственной цели или теме.Прежде чем мы продолжим, убедитесь, что вы понимаете определение таблицы базы данных.

Причины нормализации базы данных

Есть три основных причины для нормализации базы данных. Первый — свести к минимуму повторяющиеся данные, второй — свести к минимуму или избежать проблем с модификацией данных, а третий — упростить запросы.

По мере прохождения различных состояний нормализации мы обсудим, как каждая форма решает эти проблемы, но для начала давайте посмотрим на некоторые данные, которые не были нормализованы, и обсудим некоторые потенциальные ловушки.

Я думаю, что если вы разберетесь в проблемах, вы лучше оцените нормализацию. Рассмотрим следующую таблицу:

Примечание. Столбцы первичного ключа подчеркнуты.

Первое, на что следует обратить внимание, это то, что эта таблица служит многим целям, включая:

  1. Идентификация продавцов организации
  2. Перечисление офисов продаж и номеров телефонов
  3. Связь продавца с офисом продаж
  4. Отображение клиентов каждого продавца

Для администратора баз данных это красный флаг.В общем, мне нравится видеть таблицы, которые имеют одну цель. Когда стол служит многим целям, возникает множество проблем; а именно, дублирование данных, проблемы с обновлением данных и повышенные усилия по запросам данных.

Аномалии дублирования и модификации данных

Обратите внимание, что для каждого SalesPerson мы указали как SalesOffice, так и OfficeNumber. Есть повторяющиеся данные о продавцах. Дублирование информации создает две проблемы:

  1. Увеличивает объем памяти и снижает производительность.
  2. Становится труднее поддерживать изменения данных.

Например:

Подумайте, переместим ли мы офис в Чикаго в Эванстон, штат Иллинойс. Чтобы правильно отразить это в нашей таблице, нам нужно обновить записи для всех SalesPersons, находящихся в настоящее время в Чикаго. Наша таблица — небольшой пример, но вы можете увидеть, если она была больше, потенциально это может включать сотни обновлений.

Эти ситуации являются аномалиями модификации. Нормализация базы данных исправляет их.Возможны три аномалии модификации:

Аномалия вставки

Вставить аномалию

Есть факты, которые мы не можем записать, пока не узнаем информацию для всей строки. В нашем примере мы не можем записать новый офис продаж, пока не узнаем продавца.

Почему? Потому что для создания записи нам нужен первичный ключ. В нашем случае это EmployeeID.

Обновление аномалии

Обновить аномалию

В этом случае у нас одна и та же информация в нескольких строках.

Например, если номер офиса изменился, необходимо выполнить несколько обновлений. Если мы не обновим все строки, появятся несоответствия.

Аномалия удаления

Аномалия удаления

Удаление строки приводит к удалению более одного набора фактов. Например, если Джон Хант уходит на пенсию, то удаление этой строки приведет к потере информации о нью-йоркском офисе.

Нормализация базы данных помогает с проблемами поиска и сортировки

Последняя причина, которую мы рассмотрим, — это упростить поиск и сортировку ваших данных.В таблице SalesStaff, если вы хотите найти конкретного клиента, такого как Ford, вам нужно будет написать запрос типа

 ВЫБРАТЬ Офис продаж
ОТ ПРОДАЖИ
ГДЕ Customer1 = «Ford» ИЛИ
      Клиент2 = «Форд» ИЛИ
      Customer3 = «Ford» 

Ясно, что если бы покупатель каким-то образом оказался в одном столбце, наш запрос был бы проще. Также подумайте, хотите ли вы выполнить запрос и с сортировкой по клиентам.

Проблемы поиска и сортировки

Наша текущая таблица усложняет задачу.Вам придется использовать три отдельных запроса UNION! Вы можете устранить или уменьшить эти аномалии, разделив данные по разным таблицам. Это помещает данные в таблицы, служащие единственной цели.

Процесс изменения дизайна таблицы — нормализация базы данных.

Определение нормализации базы данных

Существует три распространенных формы нормализации базы данных: 1 st , 2 nd и 3 rd нормальная форма. Они также обозначаются как 1NF, 2NF и 3NF соответственно.

Есть несколько дополнительных форм, таких как BCNF, но я считаю их продвинутыми и не слишком необходимыми для изучения вначале.

Формы являются прогрессивными, что означает, что для соответствия нормальным формам 3 и таблица должна сначала удовлетворять правилам для нормальной формы 2 и , а нормальная форма 2 и должна соответствовать правилам для нормальной формы 1 st . . Прежде чем мы подробно обсудим различные формы и правила, давайте резюмируем различные формы:

  • Первая нормальная форма — Информация хранится в реляционной таблице, каждый столбец которой содержит атомарные значения.Нет повторяющихся групп столбцов.
  • Вторая нормальная форма — Таблица имеет первую нормальную форму, и все столбцы зависят от первичного ключа таблицы.
  • Третья нормальная форма — таблица находится во второй нормальной форме, и все ее столбцы транзитивно не зависят от первичного ключа

Если правила не имеют большого смысла, не волнуйтесь. мы глубоко погрузимся в них здесь!

Наши образцы данных для нормализации

Прежде чем мы зайдем слишком далеко, давайте посмотрим на образец таблицы, который мы будем использовать для демонстрации нормализации базы данных.

Прежде чем мы перейдем к определению, посмотрим, сможете ли вы найти некоторые потенциальные проблемы с настройкой этой таблицы. На первый взгляд, вот что меня беспокоит:

  • В одной таблице содержится несколько «тем»: продавцы, офисы и клиенты.
  • Клиенты повторяются в виде столбцов.
  • Адреса клиентов указаны в текстовом поле.

Давайте узнаем больше о первой нормальной форме нормализации базы данных, чтобы увидеть, что мы можем сделать, чтобы улучшить нашу таблицу.

Первая нормальная форма (1NF) Нормализация базы данных

Первый шаг к построению правильной таблицы SQL — убедиться, что информация находится в своей первой нормальной форме. Когда таблица находится в своей первой нормальной форме, поиск, фильтрация и сортировка информации упрощаются.

Проблема с ненормализованными данными

Правила для удовлетворения 1-й нормальной формы:

  • Когда данные находятся в таблице базы данных. Таблица хранит информацию в строках и столбцах, где один или несколько столбцов, называемых первичным ключом, однозначно идентифицируют каждую строку.
  • Каждый столбец имеет атомарные значения и не должен быть повторяющимися группами столбцов.

Таблицы не могут иметь подстолбцы в первой нормальной форме. То есть вы не можете перечислить несколько городов в одном столбце и разделить их точкой с запятой.

Когда значение является атомарным, мы не делим его на части. Например, значение «Чикаго» атомарно; тогда как «Чикаго; Лос-Анджелес; Нью-Йорк »- нет.

С этим требованием связано понятие, согласно которому таблица не должна иметь повторяющихся групп столбцов, таких как Customer1Name, Customer2Name и Customer3Name.

Пример из практики первой нормальной формы

Давайте взглянем на наши образцы данных. Обратите внимание, что в таблице рассматриваются две «темы»: сотрудники отдела продаж и соответствующая информация и клиенты.

Размещение данных в первой нормальной форме

Давайте воспользуемся этими двумя темами в качестве основы для разработки наших исходных таблиц. Если оставить все как есть, и мы не применяем правила нормализации базы данных, мы получим следующую ошибку:

Проблемы проектирования, устраненные с помощью первой нормальной формы

Посмотрите пример ниже.Здесь вы видите, что мы удалили оскорбительные повторяющиеся группы имен столбцов. Мы заменили их новым столом для размещения одного или нескольких клиентов.

Таблицы в первой нормальной форме

Повторяющиеся группы столбцов в таблице клиентов теперь связаны с внешним ключом EmployeeID. Как описано в уроке моделирования данных, внешний ключ — это значение, которое соответствует первичному ключу другой таблицы.

В этом случае таблица клиентов содержит соответствующий EmployeeID для строки SalesStaffInformation.Вот наши данные в первой нормальной форме.

Данные таблицы 1NF

Улучшения первой нормальной формы (1NF)

Эта конструкция превосходит нашу исходную таблицу по нескольким параметрам:

  • Первоначальный дизайн ограничивал каждую запись SalesStaffInformation тремя клиентами. В новом дизайне количество клиентов, связанных с каждым дизайном, практически не ограничено.
  • Клиент, который является нашими исходными данными, практически невозможно отсортировать. Вы могли бы, если бы использовали оператор UNION, но это было бы громоздко.Теперь отсортировать клиентов просто.
  • То же самое верно и для фильтрации в таблице клиентов. Намного легче фильтровать по одному столбцу, связанному с именем клиента, чем по трем.
  • Конструкция исключает аномалии вставки и удаления для Заказчика. Вы можете удалить всех клиентов для SalesPerson, не удаляя всю строку SalesStaffInformation.

Аномалии модификации все еще присутствуют в обеих таблицах, но они исправляются, когда мы реорганизуем их во вторую нормальную форму.

Вторая нормальная форма (2NF) Нормализация базы данных

Теперь пора взглянуть на вторую нормальную форму. Мне нравится думать, что мы помещаем таблицы во вторую нормальную форму, чтобы сузить их до единой цели. Это вносит ясность в структуру базы данных, упрощает для нас описание и использование таблицы и способствует устранению аномалий модификации.

Это происходит из первичного ключа, идентифицирующего основную тему, такую ​​как определение зданий, сотрудников или классов, и столбцов, служащих для добавления смысла посредством описательных атрибутов.

EmployeeID — это не так уж важно, просто добавьте имя, рост, цвет волос и возраст, и теперь вы начинаете описывать реального человека.

Так каково определение 2-й нормальной формы?

Определение второй нормальной формы (2NF)

Таблица находится во 2-й нормальной форме, если:

  • Таблица находится в 1-й нормальной форме, и
  • Все неключевые столбцы зависят от первичного ключа таблицы.

Мы уже знаем о первой нормальной форме, но как насчет второго требования? Позвольте мне попытаться объяснить.

Соответствует ли столбец назначению таблицы?

Первичный ключ позволяет однозначно идентифицировать каждую строку в таблице. Когда мы говорим о столбцах, зависящих от первичного ключа, мы имеем в виду, что чтобы найти конкретное значение, например, какого цвета волосы Криса, вам сначала нужно знать первичный ключ, такой как EmployeeID, чтобы найти ответ. .

Определив назначение таблицы, посмотрите на каждый столбец таблицы и спросите себя: «Служит ли этот столбец для описания того, что определяет первичный ключ?»

Я должен остаться или мне лучше уйти?
  • Если вы ответите «да», то столбец зависит от первичного ключа и принадлежит таблице.
  • Если вы ответите «нет», вам следует переместить столбец в другую таблицу.

Когда все столбцы относятся к первичному ключу, они, естественно, имеют общую цель, например, описание сотрудника. Вот почему я говорю, что когда таблица находится во второй нормальной форме, она имеет единственную цель, например, хранение информации о сотрудниках.

Проблемы с нашим примером модели данных

Пока что мы привели наш пример к первой нормальной форме, и в нем есть несколько проблем.

Первая проблема заключается в том, что есть несколько атрибутов, которые не полностью зависят от всего первичного ключа таблицы Customer.

Для конкретного клиента не имеет смысла знать как CustomerID, так и EmployeeID, чтобы найти клиента.

Разумеется, вам нужно знать только CustomerID . Учитывая это, таблица Customer не во второй нормальной форме, поскольку есть столбцы, не зависящие от полного первичного ключа.Мы должны переместить их на другой стол.

Вторая проблема заключается в том, что таблица SalesStaffInformation имеет два столбца, которые не зависят от EmployeeID . Хотя столбцы SalesOffice и OfficeNumber описывают, в каком офисе находится SalesPerson, они не служат для описания сотрудника.

Вы можете увидеть эти проблемы, выделенные красным цветом ниже.

Проблемы проектирования первой нормальной формы, решаемые с помощью второй нормальной формы

Привести модель в соответствие со стандартами второй нормальной формы (2NF)

Поскольку столбцы, обведенные красным, не полностью зависят от первичного ключа таблицы, очевидно, что они принадлежат другому месту.В обоих случаях переместите столбцы в новые таблицы.

В случае SalesOffice и OfficeNumber давайте создадим таблицу SalesOffice. Я добавил внешний ключ в SalesStaffInformaiton, чтобы мы могли описать, в каком офисе находится продавец.

Сделать из Customer вторую таблицу нормальной формы немного сложнее. Вместо того, чтобы перемещать оскорбительные столбцы CustomerName, CustomerCity и CustomerPostalCode в новую таблицу, признайте, что проблема в EmployeeID!

Три столбца не зависят от этой части ключа.На самом деле эта таблица пытается служить двум целям:

  1. Чтобы показать, каким клиентам каждый сотрудник звонит для продажи.
  2. Чтобы найти клиентов и их местонахождение.

На данный момент удалите EmployeeID из таблицы. Теперь цель таблицы ясна — найти и описать каждого покупателя.

Переместить данные выборки во вторую нормальную форму

Теперь давайте создадим таблицу с именем SalesStaffCustomer, чтобы описать, к каким клиентам обращается продавец.В этой таблице есть два столбца: CustomerID и EmployeeID. Вместе они образуют первичный ключ. По отдельности они являются внешними ключами для таблиц Customer и SalesStaffInformation соответственно.

Модель данных показана ниже во второй нормальной форме.

Таблицы во второй нормальной форме

Чтобы лучше это наглядно представить, вот таблицы с данными.

Таблица клиентов во второй нормальной форме из
Преимущества второй нормальной формы

Когда вы просматриваете данные в таблицах, обратите внимание, что перемещение данных во вторую нормальную форму в основном устраняет избыточность.Также проверьте, можете ли вы найти какие-либо аномалии обновления, вставки или удаления. Те тоже ушли. Теперь вы можете удалить всех продавцов, но вести учет клиентов. Кроме того, если все SalesOffices закрываются, это не означает, что вам нужно удалить записи, содержащие продавцов.

Таблица пересечений, поддерживающая нормализацию

Таблица SalesStaffCustomer — странная. Просто все ключи! Архитекторы баз данных называют это таблицей пересечений. Таблица пересечений полезна, когда вам нужно смоделировать отношения «многие ко многим».

Каждый столбец — это внешний ключ. Если вы посмотрите на модель данных, то заметите, что для этой таблицы существует отношение «один ко многим» из SalesStaffInformation и другого из Customer. Фактически таблица позволяет соединить две таблицы вместе.

Для всех практических целей это работоспособная база данных. Три из четырех таблиц находятся даже в третьей нормальной форме, но есть одна таблица, в которой все еще есть небольшая проблема, препятствующая тому, чтобы это было так.

Когда таблица находится во второй нормальной форме, дизайн гарантирует, что каждый столбец зависит от первичного ключа, или, как я люблю говорить, таблица служит одной цели.Но как насчет отношений между столбцами? Могут ли быть зависимости между столбцами, которые могут вызвать несоответствие?

Таблица, содержащая оба столбца для возраста и даты рождения сотрудника, является орфографической ошибкой, существует возможность несогласованности данных!

Как они решаются? По третьей нормальной форме .

Третья нормальная форма (3NF) Нормализация базы данных

Таблица находится в третьей нормальной форме, если:

  • Таблица во 2-й нормальной форме.
  • Он содержит только столбцы, которые не зависят от первичного ключа транзитивно.

Вау! Это полный рот. Что означает нетранзитивная зависимость? Давайте разберемся.

Переходный

Когда что-то транзитивно, то значение или отношение в середине такие же, как и во всем. Если это поможет, подумайте о приставке trans как о «поперек». Когда что-то транзитивно, то, если что-то применяется от начала до конца, оно также применяется от середины до конца.

Поскольку десять больше пяти, а пять больше трех, можно сделать вывод, что десять больше трех.

В этом случае сравнение больше чем транзитивно. В общем, если A больше B, а B больше C, то отсюда следует, что A больше C.

Если вам трудно понять «транзитивность», я думаю, что для нашей цели можно безопасно подумать «до конца», поскольку мы рассмотрим, как один столбец в таблице может быть связан с другими через второй столбец.

Зависимость

Объект зависит от другого объекта, когда полагается на него. В случае с базами данных, когда мы говорим, что столбец зависит от другого столбца, мы имеем в виду, что значение может быть получено из другого столбца. Например, мой возраст зависит от дня рождения. Зависимость также играет важную роль в определении второй нормальной формы.

Переходная зависимость

Теперь давайте объединим два слова, чтобы сформулировать значение транзитивной зависимости, которое мы можем понять и использовать для столбцов базы данных.

Я думаю, что проще всего представить себе транзитивную зависимость, означающую, что значение столбца зависит от другого столбца через второй промежуточный столбец.

Рассмотрим три столбца: AuthorNationality, Author и Book. Значения столбцов для AuthorNationality и Author зависят от Книги; как только книга станет известна, вы сможете узнать об авторе или государстве-авторе. Но также обратите внимание, что AuthorNationality полагается на Author. То есть, узнав автора, вы сможете определить его национальность.В этом смысле авторство опирается на Книгу через Автора. Это переходная зависимость.

Это можно обобщить как три столбца: A, B и PK. Если значение A зависит от PK, а B зависит от PK, а A также зависит от B, тогда вы можете сказать, что A зависит от PK, хотя B. То есть A транзитивно зависит от PK.

Примеры транзитивной зависимости

Давайте рассмотрим несколько примеров, чтобы понять дальше.

Ключ (PK) Столбец A Столбец B Переходная зависимость?
PersonID Имя Фамилия Нет, в западных культурах фамилия человека основана на Фамилии отца, а имя дается ему.
PersonID BodyMassIndex IsOverweight Да, ИМТ более 25 считается избыточным весом. Не имеет смысла иметь значение IsOverweight, равное истинному, если BodyMassIndex было <25.
PersonID Вес Пол Нет: нет прямой связи между весом человека и его полом.
VehicleID Модель Производитель Да: производители делают определенные модели.Например, Форд создает Fiesta; тогда как Toyota производит Camry.

Отсутствие транзитивной зависимости означает, что все столбцы зависят от первичного ключа (критерий для нормальной формы 2 и ), а не от других столбцов в таблице.

Проблемы с нашим примером модели данных

Давайте рассмотрим, что мы сделали с нашей базой данных. Вы увидите, что я обнаружил одну транзитивную зависимость:

CustomerCity полагается на CustomerPostalCode, который полагается на CustomerID

Обычно почтовый индекс применяется к одному городу.Хотя все столбцы зависят от первичного ключа, CustomerID, существует возможность аномалии обновления, поскольку вы можете обновить CustomerPostalCode без соответствующего обновления CustomerCity.

Мы обозначили эту проблему красным цветом.

Транзитивная зависимость

Стандарты исправления модели до третьей нормальной формы (3NF)

Чтобы наша модель была в третьей нормальной форме, нам нужно удалить транзитивные зависимости. Как мы заявили, наша зависимость:

CustomerCity полагается на CustomerPostalCode, который полагается на CustomerID

Это нормально, что CustomerPostalCode полагается на CustomerID; однако мы нарушаем 3NF, включая CustomerCity в таблицу.Чтобы исправить это, мы создадим новую таблицу PostalCode, которая включает PostalCode в качестве первичного ключа и City в качестве единственного столбца.

CustomerPostalCode остается в таблице клиентов. Затем CustomerPostalCode можно обозначить как внешний ключ. Таким образом, через отношение город и почтовый индекс по-прежнему известны каждому покупателю. Кроме того, мы устранили аномалию обновления.

Таблицы в третьей нормальной форме

Чтобы лучше это наглядно представить, вот таблицы Customer и PostalCode с данными.

Теперь каждый столбец в таблице клиентов зависит от первичного ключа. Кроме того, значения столбцов не зависят друг от друга. Их единственная зависимость — от первичного ключа.

То же самое и с таблицей PostalCode.

На этом этапе наша модель данных удовлетворяет требованиям третьей нормальной формы. Для большинства практических целей этого обычно достаточно; однако бывают случаи, когда могут потребоваться дальнейшие уточнения модели данных. Если вам интересно узнать об этих расширенных формах нормализации, я бы посоветовал вам прочитать о BCNF (нормальная форма Бойса-Кодда) и многом другом!

Заключение — Может ли нормализация базы данных выйти из-под контроля?

Может ли нормализация базы данных зайти слишком далеко? Вы делаете ставку! Бывают случаи, когда не стоит тратить время и усилия на полную нормализацию базы данных.В нашем примере вы могли бы утверждать, что нужно поддерживать базу данных во второй нормальной форме, что зависимость от CustomerCity к CustomerPostalCode не является нарушением сделки.

ref: Wikipedia

Я думаю, вам следует нормализовать, если вы чувствуете, что введение аномалий обновления или вставки может серьезно повлиять на точность или производительность вашего приложения базы данных. Если нет, то определите, можете ли вы положиться на то, что пользователь распознает и обновит поля вместе.

Бывают случаи, когда вы намеренно денормализуете данные.Если вам необходимо представить обобщенные или согласованные данные для пользователя, и создание этих данных требует очень много времени или ресурсов, может иметь смысл хранить эти данные отдельно.

Один из моих опытов с нормализацией базы данных

Несколько лет назад я разработал большую систему управления инженерными изменениями, которая на домашней странице показывала каждому инженеру детали, проблемы и задачи, требующие их внимания. Это был список задач для всей базы данных. Список задач перестраивался на лету в реальном времени с использованием представлений.Пару лет производительность была хорошей, но по мере роста пользовательской базы все больше и больше ресурсов БД тратилось на восстановление списка каждый раз, когда пользователь посещал домашнюю страницу.

Наконец-то пришлось переделать БД. Я заменил представление отдельной таблицей, которая изначально была заполнена данными представления, а затем поддерживалась кодом, чтобы избежать аномалий. Нам нужно было создать сложный код приложения, чтобы он всегда был в актуальном состоянии.

Для удобства пользователей это того стоило.Мы пожертвовали сложностью при устранении аномалий обновления, чтобы улучшить взаимодействие с пользователем.

Следующие шаги.

Если вы хотите узнать больше о концепциях проектирования баз данных. Я бы порекомендовал следующие статьи:

.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *