Tất cả đơn vị điện tích

Cách chuyển đổi đơn vị điện tích?

Điện tích được đo bằng Coulomb (đơn vị SI) hoặc ampe-giờ (đơn vị thực tế cho pin). Một Coulomb bằng lượng điện tích được vận chuyển bởi dòng điện một ampe trong một giây. Chuyển đổi giữa Coulomb và ampe-giờ sử dụng công thức: 1 Ah = 3600 C. Công cụ của chúng tôi xử lý cả tiền tố khoa học (mili, micro, nano, pico) và đơn vị pin thực tế.

Câu Hỏi Thường Gặp

Công cụ chuyển đổi điện tích này hỗ trợ những đơn vị nào?

Công cụ hỗ trợ culông SI và các tiền tố chuẩn (picôculông, nanôculông, microculông, miliculông, culông, kilôculông), họ ampe-giờ (mAh, Ah) dùng phổ biến cho pin, và điện tích cơ bản e cho ngữ cảnh vật lý nguyên tử. Culông là đơn vị SI dẫn xuất của điện tích, bằng một ampe nhân một giây (1 C = 1 A*s). Sau khi tái định nghĩa SI năm 2019, culông được định nghĩa gián tiếp bằng cách cố định điện tích cơ bản e ở chính xác 1,602176634 x 10^-19 C. Faraday (96485,33212... C/mol) bị loại vì là đơn vị mol đặc thù hóa học; nếu cần điện tích mol, hãy nhân mol với hằng số Faraday riêng.

Hệ số chuyển đổi chính xác giữa culông và ampe-giờ?

1 ampe-giờ = chính xác 3600 culông, vì 1 A chảy trong 3600 s gửi 1 A*s * 3600 = 3600 C điện tích. Vậy 1 mAh = 3,6 C chính xác. Một pin AA NiMH điển hình 2500 mAh chứa 2500 * 3,6 = 9000 C. Pin điện thoại 4500 mAh có 16.200 C. Pin xe điện 100 kWh tại 400 V trung bình 250 Ah = 900.000 C. Hệ số 3600 chính xác vì giây SI và giờ SI có quan hệ số nguyên chính xác. Lưu ý ampe-giờ đo điện tích chứ không phải năng lượng; năng lượng đo bằng oát-giờ bằng ampe-giờ nhân điện áp trung bình (vôn), và sự nhầm lẫn này là nguồn gốc nhiều cách đọc sai thông số pin.

Khi nào dùng C, mAh hay e?

Dùng culông (C) và tiền tố cho điện tích trên tụ (tụ 1 uF ở 5 V chứa 5 uC), thí nghiệm tĩnh điện, điện hóa (1 Faraday = 96485 C trên một mol electron) và bài toán vật lý có tích phân dòng. Dùng miliampe-giờ (mAh) và ampe-giờ (Ah) độc quyền cho dung lượng pin: mọi thông số smartphone, sạc dự phòng, laptop và xe điện đều dùng quy ước này. Dùng điện tích cơ bản e (1,602176634 x 10^-19 C) cho vật lý nguyên tử và hạt, đếm ion trong khối phổ, và điện tử lượng tử. Trộn C và Ah trong một tài liệu rất gượng; hãy chọn đơn vị phù hợp với độc giả.

Độ chính xác của phép chuyển đổi và cách làm tròn?

Bên trong dùng dấu chấm động 64 bit và hệ số định nghĩa chính xác: 1 Ah = 3600 C chính xác, 1 e = 1,602176634 x 10^-19 C chính xác (từ 2019). Mọi phép chuyển đổi đều chính xác trong hệ thập phân trừ bước hiển thị, đạt 15+ chữ số có nghĩa trong nội bộ. Trong thực tế, dung lượng danh định pin sai số +/-5% đến +/-15% (dung lượng thực phụ thuộc nhiệt độ, dòng xả và tuổi pin), nên hiển thị quá 3 chữ số có nghĩa cho pin là phô trương. Với đo lường chính xác và điện hóa, có thể cần 6 đến 9 chữ số có nghĩa; với vật lý dùng điện tích cơ bản, dùng số chữ số của e mà bài toán đòi hỏi.

Lỗi thường gặp với dung lượng pin?

Nhiều lắm. Thứ nhất, mAh đo điện tích chứ không phải năng lượng: sạc dự phòng 10000 mAh tại 3,7 V chứa 37 Wh, nhưng nếu xuất 5 V qua bộ tăng áp, năng lượng người dùng thấy vẫn là 37 Wh (trừ mất mát), nên mAh 'hiệu dụng' tại 5 V là ~10000 * 3,7/5 = 7400 mAh. Thứ hai, tỉ lệ C: 'một ô 2 Ah ở 1C' nghĩa là rút 2 A; 'ở 0,5C' nghĩa là 1 A. Thứ ba, hiệu ứng Peukert: xả nhanh hơn cho tổng điện tích ít hơn danh định (axit-chì mất 30% ở tỉ lệ C cao). Thứ tư, độ sâu xả: dung lượng 'sử dụng được' thường là 80% danh định vì tuổi thọ chu kỳ. Công cụ làm toán thuần đơn vị; vật lý pin thêm các hiệu chỉnh đáng kể.

Quan hệ giữa điện tích, dòng điện và điện dung?

Ba quan hệ tĩnh điện nền tảng liên kết chúng. (1) Q = I * t : điện tích bằng dòng nhân thời gian, với I tính bằng ampe, t bằng giây, Q bằng culông. (2) Q = C * V : điện tích trên tụ bằng điện dung nhân điện áp, với C tính bằng farad và V bằng vôn. (3) E = 0,5 * C * V^2 = 0,5 * Q * V : năng lượng tích trữ trong trường điện của tụ, đo bằng jun. Vậy 1 farad là rất lớn: siêu tụ 1 F nạp tới 5 V chứa 5 C = 1,39 mAh điện tích và 12,5 J năng lượng. Pin liti-ion lưu trữ ~250 J/cm^3, siêu tụ ~5 J/cm^3 — vì vậy siêu tụ bổ sung chứ không thay thế pin.

Culông được định nghĩa thế nào trong SI hiện đại?

Từ năm 2019, culông không còn là đơn vị nền tảng được định nghĩa nữa; thay vào đó SI cố định điện tích cơ bản e ở chính xác 1,602176634 x 10^-19 C. Culông do đó được dẫn xuất: 1 C = 1/(1,602176634 x 10^-19) điện tích cơ bản = xấp xỉ 6,241509074 x 10^18 e. Tương đương, vì 1 A được định nghĩa bằng cách cố định e và giây, nên 1 C = 1 A*s tự động suy ra. Trước 2019, ampe được định nghĩa qua lực giữa hai dây song song (độ thẩm thấu chân không 4*pi x 10^-7 H/m là chính xác). Tái định nghĩa 2019 thay thế đó bằng định nghĩa qua e cố định, biến culông thành lượng đếm theo electron thay vì tham chiếu đến lực cơ học. BIPM điều phối tái định nghĩa này toàn cầu.

Trường hợp đặc biệt ở quy mô nguyên tử và vĩ mô?

Ở quy mô nguyên tử: một electron đơn lẻ mang -1 e = -1,602176634 x 10^-19 C. Một phân tử nước có điện tích thực bằng không nhưng có mômen lưỡng cực 6,18 x 10^-30 C*m. Một protein ở trạng thái điện tích +5 mang 5e = 8,01 x 10^-19 C. Khối phổ thường xuyên đếm các điện tích cơ bản riêng lẻ. Ở quy mô vĩ mô: một tia sét truyền 15 đến 350 C trong vài microgiây (dòng đỉnh tới 200 kA). Ắc quy xe khoảng 50 Ah = 180.000 C. Tụ trái đất-tầng điện ly chứa khoảng 500 kC. Công cụ xử lý từ 10^-19 C đến 10^6 C không vấn đề, nhưng đảm bảo đầu vào ở đơn vị nhất quán; trộn e với C trong cùng phép tính cần theo dõi tiền tố cẩn thận.

Units

Coulomb (C)

Đơn vị SI của điện tích, được đặt theo tên Charles-Augustin de Coulomb. Một Coulomb là lượng điện tích được truyền bởi dòng điện một ampe chảy trong một giây. Nó bằng khoảng 6,242 x 10^18 điện tích cơ bản (electron hoặc proton).

Miliampe-giờ (mAh)

Đơn vị phổ biến nhất cho dung lượng pin trong thiết bị điện tử tiêu dùng. Điện thoại thông minh thường có pin 3000-5000 mAh, trong khi tai nghe không dây có thể có 30-60 mAh. Một mAh bằng 3,6 Coulomb điện tích.

Ampe-giờ (Ah)

Sử dụng cho pin lớn hơn như ắc quy ô tô, dụng cụ điện và hệ thống lưu trữ năng lượng. Ắc quy ô tô thông thường có dung lượng 40-100 Ah. Một Ah bằng 1000 mAh hoặc 3600 Coulomb.

Microcoulomb (µC)

Sử dụng trong đo lường khoa học và tĩnh điện. Phổ biến trong tính toán điện tích tụ điện, cảm biến áp điện và thí nghiệm phòng lab. Một microcoulomb bằng 0,000001 Coulomb.

Nanocoulomb (nC)

Sử dụng trong điện tử chính xác, vật lý bán dẫn và đo lường điện tích trong vi mạch. Cần thiết để hiểu quá trình truyền điện tích trong transistor và mạch tích hợp.

Bảng chuyển đổi điện tích thông dụng