Is é an lucht leictreach an t-airí fisiceach is cúis le cáithníní fórsa leictreamaighnéadach a mhothú. Bíonn sé dearfach agus diúltach. Aistarraingíonn luchtanna comhchosúla, meallann luchtanna urchomhaireacha. Bunúsach do gach ceimic agus leictreonaic.

• 1 cúlóm = 6.24×10¹⁸ leictreon
• Prótón: +1e, Leictreon: -1e
• Caomhnaítear an lucht (ní chruthaítear/scriostar riamh é)
• Candamaithe i iolraithe de e = 1.602×10⁻¹⁹ C

Is é an sruth (I) ráta sreafa an luchta. Q = I × t. Is ionann 1 aimpéar agus 1 cúlóm in aghaidh an tsoicind. Is lucht é cumas ceallraí in Ah, ní sruth. 1 Ah = 3600 C.

• Sruth = lucht in aghaidh an ama (I = Q/t)
• 1 A = 1 C/s (sainmhíniú)
• 1 Ah = 3600 C (1 aimpéar ar feadh 1 uair an chloig)
• Is cumas luchta é mAh, ní cumhacht

Stórálann cadhnraí lucht. Rátáilte in Ah nó mAh (lucht) nó Wh (fuinneamh). Wh = Ah × Voltas. Cadhnra fón: 3000 mAh @ 3.7V ≈ 11 Wh. Baineann voltas le fuinneamh, ní le lucht.

• mAh = miliaimpéar-uair (lucht)
• Wh = vata-uair (fuinneamh = lucht × voltas)
• Níos mó mAh = am reatha níos faide (voltas céanna)
• 3000 mAh ≈ 10,800 cúlóm

Sular tuigeadh an lucht go cainníochtúil, rinne eolaithe iniúchadh ar leictreachas statach agus an 'sreabhán leictreach' mistéireach. Chuir aireagán na gcadhnraí ar chumas tomhas beacht a dhéanamh ar shreabhadh leanúnach luchta.

• 1600: Déanann William Gilbert idirdhealú idir leictreachas agus maighnéadas, agus cruthaíonn sé an téarma 'leictreach'
• 1733: Faigheann Charles du Fay amach dhá chineál leictreachais (dearfach agus diúltach)
• 1745: A aireagadh an próca Leyden — an chéad toilleoir, a stórálann lucht intomhaiste
• 1785: Foilsíonn Coulomb dlí an chearnfhaid inbhéartaigh F = k(q₁q₂/r²) don fhórsa leictreach
• 1800: A aireagann Volta an cadhnra — a chuireann ar chumas sreabhadh luchta leanúnach, intomhaiste
• 1833: Faigheann Faraday amach dlíthe na leictrealaithe — a nascann lucht le ceimic (tairiseach Faraday)

D'fhorbair an cúlóm ó shainmhínithe praiticiúla bunaithe ar chaighdeáin leictriceimiceacha go dtí an sainmhíniú nua-aimseartha atá nasctha leis an aimpéar agus an soicind.

• 1881: An chéad chúlóm praiticiúil sainithe trí chaighdeán leictreaphlátála airgid
• 1893: Déanann Aonach an Domhain i Chicago an cúlóm a chaighdeánú le haghaidh úsáide idirnáisiúnta
• 1948: Sainmhíníonn an CGPM an cúlóm mar 1 aimpéar-soicind (1 C = 1 A·s)
• 1960-2018: An t-aimpéar sainithe ag an bhfórsa idir seoltóirí comhthreomhara, rud a d'fhág an cúlóm indíreach
• Fadhb: Bhí sé deacair an sainmhíniú ar an aimpéar bunaithe ar fhórsa a bhaint amach le cruinneas ard
• 1990í-2010í: Cuireann meitreolaíocht chandamach (éifeacht Josephson, éifeacht Hall chandamach) ar chumas comhaireamh leictreon

Ar 20 Bealtaine 2019, socraíodh an lucht bunúsach go beacht, ag athshainiú an aimpéir agus ag déanamh an chúlóim in-atáirgthe ó thairisigh bhunúsacha.

• Sainmhíniú nua: e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C go beacht (neamhchinnteacht nialasach de réir sainmhínithe)
• Is tairiseach sainithe anois an lucht bunúsach, ní luach tomhaiste
• 1 cúlóm = 6.241509074 × 10¹⁸ lucht bunúsach (beacht)
• Is féidir le gléasanna tollánaithe aonleictreonacha leictreoin a chomhaireamh ceann ar cheann le haghaidh caighdeán luchta beacht
• Triantán meitreolaíochta candamaí: voltas (Josephson), friotaíocht (Hall candamach), sruth (caidéal leictreon)
• Toradh: Is féidir le haon saotharlann le trealamh candamach an cúlóm a bhaint amach go neamhspleách

Léiríonn athshainiú 2019 níos mó ná 135 bliain de dhul chun cinn ó chaighdeáin leictriceimiceacha go cruinneas candamach, rud a chuireann ar chumas an chéad ghlúin eile de leictreonaic agus stóráil fuinnimh.

• Teicneolaíocht ceallraí: Tomhais toillíochta níos cruinne le haghaidh feithiclí leictreacha, stóráil eangaí
• Ríomhaireacht chandamach: Rialú beacht luchta i gcúbóidí agus trasraitheoirí aonleictreonacha
• Meitreolaíocht: Is féidir le saotharlanna náisiúnta an cúlóm a bhaint amach go neamhspleách gan déantáin tagartha
• Ceimic: Tá tairiseach Faraday beacht anois, rud a fheabhsaíonn ríomhanna leictriceimice
• Leictreonaic tomhaltóra: Caighdeáin níos fearr le haghaidh rátálacha toillíochta ceallraí agus prótacail luchtaithe tapa

• Aicearra mAh go C: Méadaigh faoi 3.6 → 1000 mAh = 3600 C go beacht
• Ah go C: Méadaigh faoi 3600 → 1 Ah = 3600 C (1 aimpéar ar feadh 1 uair an chloig)
• Tapa mAh go Wh (3.7V): Roinn ar ~270 → 3000 mAh ≈ 11 Wh
• Wh go mAh (3.7V): Méadaigh faoi ~270 → 11 Wh ≈ 2970 mAh
• Lucht bunúsach: e ≈ 1.6 × 10⁻¹⁹ C (slánaithe ó 1.602)
• Tairiseach Faraday: F ≈ 96,500 C/mol (slánaithe ó 96,485)

Cuidíonn tuiscint ar rátálacha ceallraí le mearbhall a sheachaint idir lucht (mAh), voltas (V), agus fuinneamh (Wh). Sábhálann na rialacha seo am agus airgead.

• Tomhaiseann mAh LUCHT, ní cumhacht ná fuinneamh — is é an líon leictreon is féidir leat a bhogadh
• Chun fuinneamh a fháil: Wh = mAh × V ÷ 1000 (tá voltas ríthábhachtach!)
• An mAh céanna ag voltais éagsúla = fuinneamh difriúil (12V 1000mAh ≠ 3.7V 1000mAh)
• Bainc cumhachta: Bí ag súil le 70-80% de chumas inúsáidte (caillteanais tiontaithe voltais)
• Am reatha = Cumas ÷ Sruth: 3000 mAh ÷ 300 mA = 10 n-uaire an chloig (idéalach, cuir corrlach 20% leis)
• Gnách do Li-ian: 3.7V ainmniúil, 4.2V lán, 3.0V folamh (raon inúsáidte ~80%)

• Lucht ó shruth: Q = I × t (cúlóim = aimpéir × soicindí)
• Am reatha: t = Q / I (uaireanta an chloig = aimpéir-uair / aimpéir)
• Fuinneamh ó lucht: E = Q × V (vata-uair = aimpéir-uair × volta)
• Coigeartaithe le haghaidh éifeachtúlachta: Inúsáidte = Rátáilte × 0.8 (cuir caillteanais san áireamh)
• Leictrealú: Q = n × F (cúlóim = móil leictreon × tairiseach Faraday)
• Fuinneamh toilleora: E = ½CV² (giúil = ½ farad × volta²)

• Meascadh idir mAh agus mWh — lucht vs. fuinneamh (tá voltas de dhíth chun tiontú!)
• Neamhaird a dhéanamh ar voltas agus cadhnraí á gcur i gcomparáid — bain úsáid as Wh le haghaidh comparáide fuinnimh
• Bheith ag súil le héifeachtúlacht 100% ó bhanc cumhachta — cailltear 20-30% de bharr teasa agus tiontú voltais
• Meascadh idir C (cúlóim) agus C (ráta urscaoilte) — bríonna go hiomlán difriúil!
• Ag glacadh leis go bhfuil mAh = am reatha — ní mór sruth tarraingthe a bheith ar eolas (am reatha = mAh ÷ mA)
• Urscaoileadh domhain Li-ian faoi bhun 20% — giorraíonn sé an saolré, cumas rátáilte ≠ cumas inúsáidte

Is é an cúlóm (C) an bunaonad SI don lucht. Sainithe ón aimpéar agus ón soicind: 1 C = 1 A·s. Clúdaíonn réimíreanna ó pico go cileo gach raon praiticiúil.

• 1 C = 1 A·s (sainmhíniú cruinn)
• mC, µC, nC do luchtanna beaga
• pC, fC, aC d'obair chandamach/beachtais
• kC do chórais mhóra tionsclaíocha

Is iad an t-aimpéar-uair (Ah) agus an miliaimpéar-uair (mAh) an caighdeán do chadhnraí. Praiticiúil toisc go mbaineann siad go díreach le tarraingt srutha agus am reatha. 1 Ah = 3600 C.

• mAh — fóin chliste, táibléid, cluasáin
• Ah — ríomhairí glúine, uirlisí cumhachta, cadhnraí gluaisteáin
• kAh — feithiclí leictreacha, UPS tionsclaíoch
• Wh — cumas fuinnimh (ag brath ar voltas)

Is aonad bunúsach san fhisic é an lucht bunúsach (e). Tairiseach Faraday sa cheimic. Aonaid CGS (statcúlóm, abcúlóm) i dtéacsleabhair níos sine.

• e = 1.602×10⁻¹⁹ C (lucht bunúsach)
• F = 96,485 C (tairiseach Faraday)
• 1 statC ≈ 3.34×10⁻¹⁰ C (ESU)
• 1 abC = 10 C (EMU)

Tá gach lucht candamaithe in iolraithe den lucht bunúsach e. Ní féidir 1.5 leictreon a bheith agat. Tá lucht codánach ag cuairc (⅓e, ⅔e) ach ní bhíonn siad ina n-aonar riamh.

• An lucht saor is lú: 1e = 1.602×10⁻¹⁹ C
• Leictreon: -1e, Prótón: +1e
• Tá lucht N×e ag gach réad (slánuimhir N)
• Chruthaigh turgnamh braoiníní ola Millikan an candamú (1909)

Iompraíonn 1 mhól leictreon 96,485 C de lucht. Tugtar tairiseach Faraday (F) air. Bunúsach don leictriceimic agus do cheimic ceallraí.

• F = 96,485.33212 C/mol (CODATA 2018)
• 1 mól e⁻ = 6.022×10²³ leictreon
• Úsáidtear i ríomhanna leictrealaithe
• Nascann sé lucht le himoibrithe ceimiceacha

Fórsa idir luchtanna: F = k(q₁q₂/r²). Aistarraingíonn luchtanna comhchosúla, meallann luchtanna urchomhaireacha. Fórsa bunúsach an nádúir. Míníonn sé an cheimic agus an leictreonaic ar fad.

• k = 8.99×10⁹ N·m²/C²
• F ∝ q₁q₂ (toradh na luchtanna)
• F ∝ 1/r² (dlí an chearnfhaid inbhéartaigh)
• Míníonn sé struchtúr adamhach, nascadh

Tá rátáil toillíochta ag gach gléas a fheidhmíonn ar chadhnra. Fóin chliste: 2500-5000 mAh. Ríomhairí glúine: 40-100 Wh. Bainc cumhachta: 10,000-30,000 mAh.

• iPhone 15: ~3,349 mAh @ 3.85V ≈ 13 Wh
• MacBook Pro: ~100 Wh (teorainn aerlíne)
• AirPods: ~500 mAh (le chéile)
• Banc cumhachta: 20,000 mAh @ 3.7V ≈ 74 Wh

Tá cadhnraí EV rátáilte i kWh (fuinneamh), ach tá an cumas i kAh ag voltas an phaca. Tesla Model 3: 75 kWh @ 350V = 214 Ah. Ollmhór i gcomparáid le fóin!

• Tesla Model 3: 75 kWh (214 Ah @ 350V)
• Nissan Leaf: 40 kWh (114 Ah @ 350V)
• Luchtú EV: 50-350 kW DC tapa
• Luchtú baile: ~7 kW (32A @ 220V)

Baineann leictreaphlátáil, leictrealú, bainc toilleoirí, córais UPS go léir le haistrithe móra luchta. UPS tionsclaíoch: cumas 100+ kAh. Supertoilleoirí: farad (C/V).

• Leictreaphlátáil: próisis 10-1000 Ah
• UPS tionsclaíoch: cúltaca 100+ kAh
• Supertoilleoir: 3000 F = 3000 C/V
• Bualadh tintrí: ~15 C tipiciúil

Méadaigh mAh faoi 3.6 chun cúlóim a fháil. 1000 mAh = 3600 C.

• 1 mAh = 3.6 C (beacht)
• 1 Ah = 3600 C
• Go tapa: mAh × 3.6 → C
• Sampla: 3000 mAh = 10,800 C

Roinn mAh ar ~270 chun Wh a fháil ag voltas Li-ian 3.7V.

• Wh = mAh × V ÷ 1000
• Ag 3.7V: Wh ≈ mAh ÷ 270
• 3000 mAh @ 3.7V = 11.1 Wh
• Baineann voltas le fuinneamh!

Am reatha (u) = Cadhnra (mAh) ÷ Sruth (mA). 3000 mAh ag 300 mA = 10 n-uaire an chloig.

• Am reatha = Cumas ÷ Sruth
• 3000 mAh ÷ 300 mA = 10 u
• Sruth níos airde = am reatha níos giorra
• Caillteanais éifeachtúlachta: bí ag súil le 80-90%

Cadhnra 3500 mAh. Úsáideann aip 350 mA. Cé chomh fada go dtí go mbeidh sé marbh?

Am reatha = Cumas ÷ Sruth = 3500 ÷ 350 = 10 n-uaire an chloig (idéalach). Fíor: ~8-9u (caillteanais éifeachtúlachta).

Banc cumhachta 20,000 mAh. Luchtaigh fón 3,000 mAh. Cé mhéad lánluchtú?

Cuir éifeachtúlacht san áireamh (~80%): 20,000 × 0.8 = 16,000 éifeachtach. 16,000 ÷ 3,000 = 5.3 luchtú.

Taisc 1 mhól copair (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu). Cé mhéad cúlóm?

2 mhól e⁻ in aghaidh an mhóil Cu. 2 × F = 2 × 96,485 = 192,970 C ≈ 53.6 Ah.

Tá ~10²⁸ prótón agus an líon céanna leictreon i do chorp. Dá gcaillfeá 0.01% de na leictreoin, mhothófá 10⁹ niútan éartha—go leor chun foirgnimh a bhrú!

Bualadh tintrí: gan ach ~15 C de lucht, ach 1 billiún volta! Fuinneamh = Q×V, mar sin 15 C × 10⁹ V = 15 GJ. Sin 4.2 MWh—d'fhéadfadh sé do theach a chumhachtú ar feadh míonna!

Tógann an léiriú eolaíochta clasaiceach lucht go dtí na milliúin volta. An lucht iomlán? Níl ann ach ~10 µC. Turraingeach ach sábháilte—sruth íseal. Voltas ≠ contúirt, maraíonn sruth.

Cadhnra gluaisteáin: 60 Ah = 216,000 C, a scaoiltear thar uaireanta an chloig. Supertoilleoir: 3000 F = 3000 C/V, a scaoiltear i soicindí. Dlús fuinnimh vs. dlús cumhachta.

1909: Thomhais Millikan an lucht bunúsach trí bhreathnú ar bhraoiníní ola luchtaithe ag titim. Fuair sé amach e = 1.592×10⁻¹⁹ C (nua-aimseartha: 1.602). Bhuaigh sé Duais Nobel i 1923.

Tá candamú luchta leictreon chomh beacht sin go n-úsáidtear é chun an caighdeán friotaíochta a shainiú. Cruinneas: 1 chuid in 10⁹. Sainmhíníonn tairisigh bhunúsacha gach aonad ó 2019 i leith.

Tomhaiseann mAh lucht (cé mhéad leictreon). Tomhaiseann Wh fuinneamh (lucht × voltas). An mAh céanna ag voltais éagsúla = fuinneamh difriúil. Bain úsáid as Wh chun cadhnraí a chur i gcomparáid thar voltais éagsúla. Wh = mAh × V ÷ 1000.

Is ainmniúil an cumas rátáilte, ní inúsáidte. Li-ian: urscaoileann sé ó 4.2V (lán) go 3.0V (folamh), ach má stoptar ag 20% caomhnaítear an saolré. Laghdaíonn caillteanais tiontaithe, teas, agus aosú an cumas éifeachtach. Bí ag súil le 80-90% den rátáil.

Ní hamháin cóimheas cumais é. Banc cumhachta 20,000 mAh: ~70-80% éifeachtach (tiontú voltais, teas). Éifeachtach: 16,000 mAh. Le haghaidh fón 3,000 mAh: 16,000 ÷ 3,000 ≈ 5 luchtú. Sa saol fíor: 4-5.

Is é an lucht bunúsach (e = 1.602×10⁻¹⁹ C) lucht prótóin amháin nó leictreon amháin. Tá gach lucht candamaithe in iolraithe de e. Bunúsach don mheicnic chandamach, sainmhíníonn sé an tairiseach míne-struchtúir. Ó 2019, tá e beacht de réir sainmhínithe.

Is féidir! Ciallaíonn lucht diúltach farasbarr leictreon, ciallaíonn lucht dearfach easnamh. Is ailgéabrach an lucht iomlán (is féidir é a chealú). Leictreoin: -e. Prótóin: +e. Réada: de ghnáth gar do neodrach (comhionann + agus -). Aistarraingíonn luchtanna comhchosúla, meallann luchtanna urchomhaireacha.

Li-ian: déanann imoibrithe ceimiceacha ábhair na leictreoidí a dhíghrádú go mall. Cruthaíonn gach timthriall luchtaithe athruithe beaga dochúlaithe. Luasghéaraíonn urscaoileadh domhain (<20%), teocht ard, luchtú tapa an t-aosú. Cadhnraí nua-aimseartha: 500-1000 timthriall go 80% den chumas.