Conversor de unidades de carga elétrica
Converta entre qualquer par de unidades de carga elétrica — coulombs, ampere-horas, miliampere-horas, carga elementar, statcoulombs, faradays — usando fatores verificados contra NIST, BIPM e o valor CODATA da carga elementar. Digite um valor e o resultado é atualizado instantaneamente.
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Conversões populares
O que é carga elétrica e por que existem tantas unidades?
Carga elétrica é uma propriedade fundamental da matéria que determina como uma partícula reage a campos eletromagnéticos. No SI, a unidade coerente de carga é o coulomb (C), que desde a redefinição de 2019 está ancorado a um valor fixo da carga elementar: e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C, exatamente. Essa única constante de definição une todas as unidades desta página, do picocoulomb na porta de um transistor aos quiloampere-horas armazenados no pack de bateria de um carro elétrico.
A carga abrange uma faixa enorme. Um elétron carrega 1,6 × 10⁻¹⁹ C. Um raio típico transfere cerca de 15 C em um milissegundo. Uma bateria de celular Samsung de 5.000 mAh entrega 18.000 C entre a carga cheia e o descarregamento. Uma célula de refino de cobre pode passar dezenas de milhões de coulombs por dia. Para manter números legíveis nessa faixa, engenheiros e físicos usam prefixos do SI (mC, μC, nC, pC) para cargas pequenas, a família ampere-hora (Ah, mAh) para baterias — porque os fabricantes especificam capacidade como corrente × tempo — e algumas unidades herdadas como o statcoulomb (CGS) e o faraday (um mol de cargas elementares) que sobrevivem em química, galvanoplastia e textos antigos de física.
As unidades de carga, explicadas
Coulomb (C) e seus múltiplos decimais
O coulomb é a unidade SI de carga elétrica: 1 C é a carga transportada por uma corrente estável de 1 A durante 1 segundo. É grande para muitas aplicações eletrônicas, então o milicoulomb (mC, 10⁻³ C), microcoulomb (μC, 10⁻⁶ C), nanocoulomb (nC, 10⁻⁹ C) e picocoulomb (pC, 10⁻¹² C) são padrão. Carga em capacitores, eventos de ESD e saída piezoelétrica geralmente são informadas em nC ou pC; a carga armazenada em supercapacitores cai na faixa dos kC.
Carga elementar (e) — a âncora do SI moderno
Desde 20 de maio de 2019, a carga elementar é definida exatamente como e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C. Um coulomb corresponde, portanto, a cerca de 6,241 509 × 10¹⁸ cargas elementares. Físicos de partículas, engenheiros de semicondutores e químicos costumam reportar carga como contagem de e (por exemplo, 'um transistor de elétron único comuta uma e por ciclo de porta').
Ampere-hora (Ah) e miliampere-hora (mAh) — o mundo das baterias
Capacidade de bateria é tecnicamente carga: um ampere-hora é a carga transferida por 1 A fluindo durante 1 hora, então 1 Ah = 3.600 C e 1 mAh = 3,6 C. Os fabricantes preferem Ah/mAh porque mapeiam diretamente em autonomia sob uma carga conhecida. Uma bateria de celular de 5.000 mAh pode fornecer 1 A durante 5 horas, ou 100 mA durante 50 horas, antes de descarregar — na tensão nominal.
Statcoulomb (statC) — o sobrevivente do CGS-Gauss
No antigo sistema centímetro-grama-segundo (Gauss), usado em grande parte da física teórica até os anos 1980, a carga é medida em statcoulombs (também chamados ues ou franklins). A conversão é 1 statC ≈ 3,335 640 95 × 10⁻¹⁰ C. Você o encontrará principalmente em livros clássicos de eletrodinâmica, onde as equações de Maxwell parecem mais limpas sem os fatores 4π do SI.
Faraday (F) — a unidade de carga do químico
Um faraday é a carga de um mol de elétrons: F = N_A × e ≈ 96.485,332 12 C. Quantifica a carga necessária para eletrolisar um mol de um íon monovalente — central nas leis de Faraday da eletrólise, na galvanoplastia e no cálculo da eficiência coulômbica de baterias. Cuidado com a colisão de símbolos: a mesma letra F é usada para o farad (a unidade SI de capacitância), que não tem relação.
Aplicações reais e qual unidade esperar em cada uma
- Baterias de celular e notebook: Baterias de celulares no Brasil são informadas em mAh (típico 3.000–5.500 mAh — Samsung Galaxy 5.000 mAh, iPhone Pro 4.500 mAh) e notebooks em Wh (= V × Ah). Uma bateria de 5.000 mAh a 3,85 V armazena 5 × 3,85 = 19,25 Wh, equivalente a 18.000 C de carga.
- Veículos elétricos: A capacidade do pack de um VE costuma ser dada em kWh (energia), mas a carga também é em escala Ah: um pack Tesla de 75 kWh / 360 V armazena cerca de 208 Ah, ou 750.000 C de carga. Carregadores portáteis (power banks) populares no Brasil são de 10.000–20.000 mAh.
- Descarga de capacitores: Um capacitor de 1.000 μF carregado a 12 V contém Q = CV = 12 mC. Capacitores de flash de câmera e desfibriladores armazenam dezenas a centenas de mC e os descarregam em milissegundos.
- Eletrônica — ESD e carga de porta: Uma descarga eletrostática de uma pessoa pode ser de 100 nC a vários kV. Datasheets de MOSFETs listam a carga de porta em nC, parâmetro que determina perdas de comutação.
- Galvanoplastia e eletrólise: As leis de Faraday preveem o metal depositado pela corrente × tempo. Eletrolisar 1 mol de cobre (Cu²⁺ → Cu) exige 2 F = 192.970 C, independentemente da tensão. Empresas de cromagem e niquelagem no Brasil calculam o custo de energia por essa fórmula.
- Raios: Um raio nuvem-solo típico transfere 5–20 C em menos de um milissegundo. A corrente de pico é enorme (≈30 kA), mas a carga total é moderada.
- Física de partículas: Detectores contam carga em unidades de e. O feixe do LHC entrega ~10¹¹ prótons por bunch, cada um com carga +1 e, totalizando carga de bunch próxima de 16 nC.
Quanto vale 1 unidade de cada uma em coulombs?
| Unidade | Valor em coulombs (C) |
|---|---|
| 1 C (Coulomb) | 1 Pa |
| 1 mC (Millicoulomb) | 0.001 Pa |
| 1 μC (Microcoulomb) | 0.000001 Pa |
| 1 nC (Nanocoulomb) | 0.000000001 Pa |
| 1 pC (Picocoulomb) | 1e-12 Pa |
| 1 e (Elementary charge) | 1.602176634e-19 Pa |
| 1 Ah (Ampere-hour) | 3600 Pa |
| 1 mAh (Milliampere-hour) | 3.6 Pa |
| 1 statC (Statcoulomb (CGS)) | 3.3356409519815204e-10 Pa |
| 1 F (Faraday (charge of 1 mole of electrons)) | 96485.33212 Pa |
Perguntas frequentes sobre carga elétrica
Como converto entre duas unidades de carga quaisquer?
Multiplique pelo fator-coulomb da unidade de origem e divida pelo da unidade de destino. Exemplo: 4.500 mAh para coulombs → 4.500 × 3,6 = 16.200 C. O conversor acima faz esse cálculo em tempo real.
Qual a diferença entre Ah e Wh?
Ampere-horas medem carga (corrente × tempo). Watt-horas medem energia (potência × tempo = tensão × corrente × tempo). Estão relacionadas pela tensão da célula: Wh = Ah × V. Uma bateria de 5.000 mAh a 3,7 V armazena 18,5 Wh; a 12 V seriam 60 Wh. Duas baterias com os mesmos Ah a tensões diferentes não armazenam a mesma energia.
Quantos elétrons existem em 1 coulomb?
Como a carga elementar é definida como exatamente 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C, um coulomb contém 1 / e ≈ 6,241 509 × 10¹⁸ elétrons (ou qualquer partícula de carga ±e). Essa contagem é agora exata, não mais uma grandeza medida.
Uma bateria de celular Samsung 5.000 mAh — quanta carga em coulombs?
5.000 mAh × 3,6 C/mAh = 18.000 C. É a carga total entregue entre cheio e vazio. Para a energia, é preciso a tensão: a 3,85 V nominais, são 19,25 Wh.
Por que a capacidade das baterias é dada em mAh e não em coulombs?
Porque a pergunta prática é o tempo de uso sob uma carga conhecida. '5.000 mAh' significa que a bateria pode fornecer 5 A por 1 hora, ou 500 mA por 10 horas — diretamente lido como tempo. Coulombs (18.000 C) carregam a mesma informação em uma unidade menos intuitiva. Engenheiros convertem quando aplicam as leis de Faraday ou calculam eficiência coulômbica.
Existem coulombs positivos e negativos?
Sim. Carga tem sinal: um próton tem +1 e ≈ +1,602 × 10⁻¹⁹ C, um elétron −1 e. Quando se diz '1 C de carga' sem sinal na fala cotidiana, geralmente se refere à magnitude. Em equações como a lei de Coulomb, o sinal precisa ser mantido.
Faraday e farad — mesma palavra, mesma unidade?
Não, são completamente diferentes. O faraday (símbolo F ou Fd) é uma unidade de carga: F ≈ 96.485 C, a carga de um mol de elétrons. O farad (símbolo F) é a unidade SI de capacitância: 1 F = 1 C/V. A coincidência é infeliz; o contexto (carga ou capacitância) costuma deixar claro o que se quer dizer.
Por que a carga elementar tem agora um valor exato?
Na redefinição do SI de 2019, o quilograma, o ampere, o kelvin e o mol foram reancorados a valores fixos de sete constantes de definição. A carga elementar foi fixada em e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C com incerteza zero. O ampere agora é definido por essa e fixa e o segundo fixo; o coulomb é um ampere-segundo.
Qual a precisão dos fatores de conversão aqui?
Todos os fatores vêm do NIST SP 811 e dos valores recomendados CODATA 2018/2019. e e os fatores de prefixo SI são exatos por definição; 1 Ah = 3.600 C é exato (inteiro); 1 statC ≈ 3,335 640 95 × 10⁻¹⁰ C é exato via a definição da velocidade da luz. A exibição arredonda para dez algarismos significativos.
Posso compartilhar o link de uma conversão específica?
Sim. A URL é atualizada quando você muda unidades e valores, então basta copiar a barra de endereço após a conversão. Exemplo: ?from=mAh&to=C&x=4500.
Referências
- NIST Special Publication 811 — Guide for the Use of the International System of Units (SI)
- BIPM SI Brochure (9th edition, 2019) — Defining constants and the redefined SI
- CODATA 2018 — Recommended value of the elementary charge e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C (exact)
- ISO 80000-6:2008 — Quantities and units, Part 6: Electromagnetism
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