ഇലക്ട്രിക് ചാർജ് കൺവെർട്ടർ
വൈദ്യുത ചാർജ് — ഇലക്ട്രോണുകൾ മുതൽ ബാറ്ററികൾ വരെ
ഭൗതികശാസ്ത്രം, രസതന്ത്രം, ഇലക്ട്രോണിക്സ് എന്നിവയിലുടനീളം വൈദ്യുത ചാർജ് യൂണിറ്റുകൾ മാസ്റ്റർ ചെയ്യുക. കൂളോംബ് മുതൽ ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി വരെ 40 ഓർഡറുകളുടെ വ്യാപ്തിയിൽ — ഒരൊറ്റ ഇലക്ട്രോണിൽ നിന്ന് വ്യാവസായിക ബാറ്ററി ബാങ്കുകളിലേക്ക്. 2019-ലെ SI പുനർനിർവചനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുക, അത് പ്രാഥമിക ചാർജിനെ കൃത്യമാക്കി, ബാറ്ററി റേറ്റിംഗുകൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ എന്താണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത് എന്ന് മനസ്സിലാക്കുക.
വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അടിസ്ഥാനങ്ങൾ
എന്താണ് ചാർജ്?
വൈദ്യുത ചാർജ് എന്നത് കണികകൾക്ക് വൈദ്യുതകാന്തിക ബലം അനുഭവപ്പെടാൻ കാരണമാകുന്ന ഭൗതിക സ്വഭാവമാണ്. ഇത് പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് രൂപങ്ങളിൽ വരുന്നു. ഒരേപോലുള്ള ചാർജുകൾ വികർഷിക്കുന്നു, വിപരീത ചാർജുകൾ ആകർഷിക്കുന്നു. എല്ലാ രസതന്ത്രത്തിനും ഇലക്ട്രോണിക്സിനും അടിസ്ഥാനമാണ്.
- 1 കൂളോംബ് = 6.24×10¹⁸ ഇലക്ട്രോണുകൾ
- പ്രോട്ടോൺ: +1e, ഇലക്ട്രോൺ: -1e
- ചാർജ് സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു (ഒരിക്കലും സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുകയോ നശിപ്പിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നില്ല)
- e = 1.602×10⁻¹⁹ C ന്റെ ഗുണിതങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു
കറന്റും ചാർജും
കറന്റ് (I) എന്നത് ചാർജിന്റെ പ്രവാഹ നിരക്കാണ്. Q = I × t. 1 ആമ്പിയർ = 1 കൂളോംബ് പ്രതി സെക്കൻഡ്. Ah-ലെ ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി ചാർജാണ്, കറന്റല്ല. 1 Ah = 3600 C.
- കറന്റ് = സമയത്തിനനുസരിച്ചുള്ള ചാർജ് (I = Q/t)
- 1 A = 1 C/s (നിർവചനം)
- 1 Ah = 3600 C (1 മണിക്കൂറിൽ 1 ആമ്പിയർ)
- mAh എന്നത് ചാർജ് കപ്പാസിറ്റിയാണ്, പവർ അല്ല
ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി
ബാറ്ററികൾ ചാർജ് സംഭരിക്കുന്നു. Ah അല്ലെങ്കിൽ mAh (ചാർജ്) അല്ലെങ്കിൽ Wh (ഊർജ്ജം) എന്നിവയിൽ റേറ്റുചെയ്തിരിക്കുന്നു. Wh = Ah × വോൾട്ടേജ്. ഫോൺ ബാറ്ററി: 3000 mAh @ 3.7V ≈ 11 Wh. ഊർജ്ജത്തിന് വോൾട്ടേജ് പ്രധാനമാണ്, ചാർജിനല്ല.
- mAh = മില്ലിആമ്പിയർ-മണിക്കൂർ (ചാർജ്)
- Wh = വാട്ട്-മണിക്കൂർ (ഊർജ്ജം = ചാർജ് × വോൾട്ടേജ്)
- കൂടുതൽ mAh = കൂടുതൽ പ്രവർത്തന സമയം (ഒരേ വോൾട്ടേജിൽ)
- 3000 mAh ≈ 10,800 കൂളോമ്പുകൾ
- 1 കൂളോംബ് = 6.24×10¹⁸ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചാർജ്
- കറന്റ് (A) = സെക്കൻഡിൽ ചാർജ് (C): I = Q/t
- 1 Ah = 3600 C (1 മണിക്കൂർ നേരത്തേക്ക് 1 ആമ്പിയർ ഒഴുകുന്നു)
- ചാർജ് സംരക്ഷിക്കപ്പെടുകയും e യുടെ ഗുണിതങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു
ചാർജ് അളക്കലിന്റെ ചരിത്രപരമായ പരിണാമം
ആദ്യകാല ഇലക്ട്രിക്കൽ ശാസ്ത്രം (1600-1830)
ചാർജിനെ അളവ്പരമായി മനസ്സിലാക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ശാസ്ത്രജ്ഞർ സ്റ്റാറ്റിക് വൈദ്യുതിയും നിഗൂഢമായ 'ഇലക്ട്രിക് ഫ്ലൂയിഡും' പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തു. ബാറ്ററികളുടെ കണ്ടുപിടിത്തം തുടർച്ചയായ ചാർജ് പ്രവാഹത്തിന്റെ കൃത്യമായ അളക്കൽ സാധ്യമാക്കി.
- 1600: വില്യം ഗിൽബെർട്ട് വൈദ്യുതിയെ കാന്തികതയിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കുന്നു, 'ഇലക്ട്രിക്' എന്ന പദം ഉപയോഗിക്കുന്നു
- 1733: ചാൾസ് ഡു ഫേ രണ്ട് തരം വൈദ്യുതി (പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ്) കണ്ടെത്തുന്നു
- 1745: ലെയ്ഡൻ ജാർ കണ്ടുപിടിച്ചു — ആദ്യത്തെ കപ്പാസിറ്റർ, അളക്കാവുന്ന ചാർജ് സംഭരിക്കുന്നു
- 1785: കൂളോംബ് വൈദ്യുത ബലത്തിനായുള്ള വിപരീത-വർഗ്ഗ നിയമം F = k(q₁q₂/r²) പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നു
- 1800: വോൾട്ട ബാറ്ററി കണ്ടുപിടിക്കുന്നു — തുടർച്ചയായ, അളക്കാവുന്ന ചാർജ് പ്രവാഹം സാധ്യമാക്കുന്നു
- 1833: ഫാരഡെ ഇലക്ട്രോലിസിസ് നിയമങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നു — ചാർജിനെ രസതന്ത്രവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു (ഫാരഡെ സ്ഥിരാങ്കം)
കൂളോമ്പിന്റെ പരിണാമം (1881-2019)
കൂളോംബ് ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ മാനദണ്ഡങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രായോഗിക നിർവചനങ്ങളിൽ നിന്ന് ആമ്പിയർ, സെക്കൻഡ് എന്നിവയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള ആധുനിക നിർവചനത്തിലേക്ക് പരിണമിച്ചു.
- 1881: വെള്ളി ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗ് മാനദണ്ഡം വഴി ആദ്യത്തെ പ്രായോഗിക കൂളോംബ് നിർവചിക്കപ്പെട്ടു
- 1893: ചിക്കാഗോ വേൾഡ്സ് ഫെയർ അന്താരാഷ്ട്ര ഉപയോഗത്തിനായി കൂളോമ്പിനെ മാനദണ്ഡമാക്കി
- 1948: CGPM കൂളോമ്പിനെ 1 ആമ്പിയർ-സെക്കൻഡ് (1 C = 1 A·s) എന്ന് നിർവചിക്കുന്നു
- 1960-2018: സമാന്തര ചാലകങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ബലം ഉപയോഗിച്ച് ആമ്പിയർ നിർവചിക്കപ്പെട്ടു, ഇത് കൂളോമ്പിനെ പരോക്ഷമാക്കി
- പ്രശ്നം: ബലത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആമ്പിയറിന്റെ നിർവചനം ഉയർന്ന കൃത്യതയോടെ നടപ്പിലാക്കാൻ പ്രയാസമായിരുന്നു
- 1990-കൾ-2010-കൾ: ക്വാണ്ടം മെട്രോളജി (ജോസഫ്സൺ പ്രഭാവം, ക്വാണ്ടം ഹാൾ പ്രഭാവം) ഇലക്ട്രോൺ എണ്ണൽ സാധ്യമാക്കുന്നു
2019 ലെ SI വിപ്ലവം — പ്രാഥമിക ചാർജ് നിശ്ചയിച്ചു
2019 മെയ് 20-ന്, പ്രാഥമിക ചാർജ് കൃത്യമായി നിശ്ചയിക്കപ്പെട്ടു, ഇത് ആമ്പിയറിനെ പുനർനിർവചിക്കുകയും കൂളോമ്പിനെ അടിസ്ഥാന സ്ഥിരാങ്കങ്ങളിൽ നിന്ന് പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്നതാക്കുകയും ചെയ്തു.
- പുതിയ നിർവചനം: e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C കൃത്യമായി (നിർവചനം അനുസരിച്ച് പൂജ്യം അനിശ്ചിതത്വം)
- പ്രാഥമിക ചാർജ് ഇപ്പോൾ ഒരു നിർവചിക്കപ്പെട്ട സ്ഥിരാങ്കമാണ്, അളന്ന മൂല്യമല്ല
- 1 കൂളോംബ് = 6.241509074 × 10¹⁸ പ്രാഥമിക ചാർജുകൾ (കൃത്യം)
- സിംഗിൾ-ഇലക്ട്രോൺ ടണലിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കൃത്യമായ ചാർജ് മാനദണ്ഡങ്ങൾക്കായി ഇലക്ട്രോണുകളെ ഓരോന്നായി എണ്ണാൻ കഴിയും
- ക്വാണ്ടം മെട്രോളജി ത്രികോണം: വോൾട്ടേജ് (ജോസഫ്സൺ), പ്രതിരോധം (ക്വാണ്ടം ഹാൾ), കറന്റ് (ഇലക്ട്രോൺ പമ്പ്)
- ഫലം: ക്വാണ്ടം ഉപകരണങ്ങളുള്ള ഏത് ലാബിനും കൂളോമ്പിനെ സ്വതന്ത്രമായി സാക്ഷാത്കരിക്കാൻ കഴിയും
ഇന്ന് ഇത് എന്തുകൊണ്ട് പ്രധാനമാണ്
2019-ലെ പുനർനിർവചനം ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ മാനദണ്ഡങ്ങളിൽ നിന്ന് ക്വാണ്ടം കൃത്യതയിലേക്കുള്ള 135+ വർഷത്തെ പുരോഗതിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ഇത് അടുത്ത തലമുറ ഇലക്ട്രോണിക്സിനും ഊർജ്ജ സംഭരണത്തിനും വഴിയൊരുക്കുന്നു.
- ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യ: ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾക്കും ഗ്രിഡ് സംഭരണത്തിനും കൂടുതൽ കൃത്യമായ ശേഷി അളവുകൾ
- ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്: ക്യൂബിറ്റുകളിലും സിംഗിൾ-ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിലും കൃത്യമായ ചാർജ് നിയന്ത്രണം
- മെട്രോളജി: ദേശീയ ലാബുകൾക്ക് റഫറൻസ് ആർട്ടിഫാക്റ്റുകളില്ലാതെ സ്വതന്ത്രമായി കൂളോമ്പിനെ സാക്ഷാത്കരിക്കാൻ കഴിയും
- രസതന്ത്രം: ഫാരഡെ സ്ഥിരാങ്കം ഇപ്പോൾ കൃത്യമാണ്, ഇത് ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി കണക്കുകൂട്ടലുകളെ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു
- ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്സ്: ബാറ്ററി ശേഷി റേറ്റിംഗുകൾക്കും ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് പ്രോട്ടോക്കോളുകൾക്കും മികച്ച മാനദണ്ഡങ്ങൾ
ഓർമ്മ സഹായങ്ങളും വേഗത്തിലുള്ള പരിവർത്തന തന്ത്രങ്ങളും
എളുപ്പമുള്ള മാനസിക ഗണിതം
- mAh-ൽ നിന്ന് C-യിലേക്കുള്ള കുറുക്കുവഴി: 3.6 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക → 1000 mAh = 3600 C കൃത്യമായി
- Ah-ൽ നിന്ന് C-ലേക്ക്: 3600 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക → 1 Ah = 3600 C (1 മണിക്കൂറിൽ 1 ആമ്പിയർ)
- വേഗത്തിൽ mAh-ൽ നിന്ന് Wh-ലേക്ക് (3.7V): ~270 കൊണ്ട് ഹരിക്കുക → 3000 mAh ≈ 11 Wh
- Wh-ൽ നിന്ന് mAh-ലേക്ക് (3.7V): ~270 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക → 11 Wh ≈ 2970 mAh
- പ്രാഥമിക ചാർജ്: e ≈ 1.6 × 10⁻¹⁹ C (1.602-ൽ നിന്ന് ഉരുട്ടിയത്)
- ഫാരഡെ സ്ഥിരാങ്കം: F ≈ 96,500 C/mol (96,485-ൽ നിന്ന് ഉരുട്ടിയത്)
ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി ഓർമ്മ സഹായങ്ങൾ
ബാറ്ററി റേറ്റിംഗുകൾ മനസ്സിലാക്കുന്നത് ചാർജ് (mAh), വോൾട്ടേജ് (V), ഊർജ്ജം (Wh) എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ആശയക്കുഴപ്പം തടയുന്നു. ഈ നിയമങ്ങൾ സമയവും പണവും ലാഭിക്കുന്നു.
- mAh ചാർജിനെയാണ് അളക്കുന്നത്, പവറിനെയോ ഊർജ്ജത്തെയോ അല്ല — ഇത് നിങ്ങൾ എത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾ നീക്കാൻ കഴിയുമെന്നതാണ്
- ഊർജ്ജം ലഭിക്കാൻ: Wh = mAh × V ÷ 1000 (വോൾട്ടേജ് നിർണ്ണായകമാണ്!)
- വ്യത്യസ്ത വോൾട്ടേജുകളിൽ ഒരേ mAh = വ്യത്യസ്ത ഊർജ്ജം (12V 1000mAh ≠ 3.7V 1000mAh)
- പവർ ബാങ്കുകൾ: 70-80% ഉപയോഗയോഗ്യമായ ശേഷി പ്രതീക്ഷിക്കുക (വോൾട്ടേജ് പരിവർത്തന നഷ്ടങ്ങൾ)
- പ്രവർത്തന സമയം = ശേഷി ÷ കറന്റ്: 3000 mAh ÷ 300 mA = 10 മണിക്കൂർ (അനുയോജ്യം, 20% മാർജിൻ ചേർക്കുക)
- Li-ion സാധാരണ: 3.7V നാമമാത്രമായ, 4.2V പൂർണ്ണമായ, 3.0V ശൂന്യമായ (ഉപയോഗിക്കാവുന്ന പരിധി ~80%)
പ്രായോഗിക സൂത്രവാക്യങ്ങൾ
- കറന്റിൽ നിന്നുള്ള ചാർജ്: Q = I × t (കൂളോമ്പുകൾ = ആമ്പിയറുകൾ × സെക്കൻഡുകൾ)
- പ്രവർത്തന സമയം: t = Q / I (മണിക്കൂറുകൾ = ആമ്പിയർ-മണിക്കൂറുകൾ / ആമ്പിയറുകൾ)
- ചാർജിൽ നിന്നുള്ള ഊർജ്ജം: E = Q × V (വാട്ട്-മണിക്കൂറുകൾ = ആമ്പിയർ-മണിക്കൂറുകൾ × വോൾട്ടുകൾ)
- കാര്യക്ഷമത ക്രമീകരിച്ചത്: ഉപയോഗയോഗ്യം = റേറ്റുചെയ്തത് × 0.8 (നഷ്ടങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കുക)
- ഇലക്ട്രോലിസിസ്: Q = n × F (കൂളോമ്പുകൾ = ഇലക്ട്രോണുകളുടെ മോളുകൾ × ഫാരഡെ സ്ഥിരാങ്കം)
- കപ്പാസിറ്റർ ഊർജ്ജം: E = ½CV² (ജൂളുകൾ = ½ ഫാരഡുകൾ × വോൾട്ടുകൾ²)
ഒഴിവാക്കേണ്ട സാധാരണ തെറ്റുകൾ
- mAh-ഉം mWh-ഉം തമ്മിൽ ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടാക്കുന്നത് — ചാർജ് vs ഊർജ്ജം (പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ വോൾട്ടേജ് വേണം!)
- ബാറ്ററികൾ താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ വോൾട്ടേജ് അവഗണിക്കുന്നത് — ഊർജ്ജ താരതമ്യത്തിനായി Wh ഉപയോഗിക്കുക
- 100% പവർ ബാങ്ക് കാര്യക്ഷമത പ്രതീക്ഷിക്കുന്നത് — 20-30% താപത്തിലേക്കും വോൾട്ടേജ് പരിവർത്തനത്തിലേക്കും നഷ്ടപ്പെടുന്നു
- C (കൂളോമ്പുകൾ) ഉം C (ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക്) ഉം തമ്മിൽ കലർത്തുന്നത് — തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ അർത്ഥങ്ങൾ!
- mAh = പ്രവർത്തന സമയം എന്ന് അനുമാനിക്കുന്നത് — കറന്റ് ഡ്രോ അറിയേണ്ടതുണ്ട് (പ്രവർത്തന സമയം = mAh ÷ mA)
- Li-ion 20% ൽ താഴെ ആഴത്തിൽ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നത് — ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കുന്നു, റേറ്റുചെയ്ത ശേഷി ≠ ഉപയോഗയോഗ്യമായ ശേഷി
ചാർജ് സ്കെയിൽ: ഒരൊറ്റ ഇലക്ട്രോണിൽ നിന്ന് ഗ്രിഡ് സംഭരണത്തിലേക്ക്
| സ്കെയിൽ / ചാർജ് | പ്രതിനിധി യൂണിറ്റുകൾ | സാധാരണ പ്രയോഗങ്ങൾ | യഥാർത്ഥ ലോക ഉദാഹരണങ്ങൾ |
|---|---|---|---|
| 1.602 × 10⁻¹⁹ C | പ്രാഥമിക ചാർജ് (e) | ഒരൊറ്റ ഇലക്ട്രോൺ/പ്രോട്ടോൺ, ക്വാണ്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രം | അടിസ്ഥാന ചാർജ് ക്വാണ്ടം |
| ~10⁻¹⁸ C | ആറ്റോകൂളോംബ് (aC) | കുറച്ച് ഇലക്ട്രോണുകളുള്ള ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റങ്ങൾ, സിംഗിൾ-ഇലക്ട്രോൺ ടണലിംഗ് | ≈ 6 ഇലക്ട്രോണുകൾ |
| ~10⁻¹² C | പൈക്കോ കൂളോംബ് (pC) | കൃത്യതയുള്ള സെൻസറുകൾ, ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ, അൾട്രാ-ലോ കറന്റ് അളക്കലുകൾ | ≈ 6 ദശലക്ഷം ഇലക്ട്രോണുകൾ |
| ~10⁻⁹ C | നാനോകൂളോംബ് (nC) | ചെറിയ സെൻസർ സിഗ്നലുകൾ, കൃത്യതയുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്സ് | ≈ 6 ബില്യൺ ഇലക്ട്രോണുകൾ |
| ~10⁻⁶ C | മൈക്രോ കൂളോംബ് (µC) | സ്റ്റാറ്റിക് വൈദ്യുതി, ചെറിയ കപ്പാസിറ്ററുകൾ | നിങ്ങൾക്ക് അനുഭവിക്കാൻ കഴിയുന്ന സ്റ്റാറ്റിക് ഷോക്ക് (~1 µC) |
| ~10⁻³ C | മില്ലി കൂളോംബ് (mC) | ക്യാമറ ഫ്ലാഷ് കപ്പാസിറ്ററുകൾ, ചെറിയ ലബോറട്ടറി പരീക്ഷണങ്ങൾ | ഫ്ലാഷ് കപ്പാസിറ്റർ ഡിസ്ചാർജ് |
| 1 C | കൂളോംബ് (C) | SI അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റ്, മിതമായ വൈദ്യുത സംഭവങ്ങൾ | ≈ 6.24 × 10¹⁸ ഇലക്ട്രോണുകൾ |
| ~15 C | കൂളോമ്പുകൾ (C) | മിന്നൽ, വലിയ കപ്പാസിറ്റർ ബാങ്കുകൾ | സാധാരണ മിന്നൽ |
| ~10³ C | കിലോ കൂളോംബ് (kC) | ചെറിയ ഉപഭോക്തൃ ബാറ്ററികൾ, സ്മാർട്ട്ഫോൺ ചാർജിംഗ് | 3000 mAh ഫോൺ ബാറ്ററി ≈ 10.8 kC |
| ~10⁵ C | നൂറുകണക്കിന് kC | ലാപ്ടോപ്പ് ബാറ്ററികൾ, ഫാരഡെ സ്ഥിരാങ്കം | 1 ഫാരഡെ = 96,485 C (1 മോൾ e⁻) |
| ~10⁶ C | മെഗാ കൂളോംബ് (MC) | കാർ ബാറ്ററികൾ, വലിയ വ്യാവസായിക UPS സംവിധാനങ്ങൾ | 60 Ah കാർ ബാറ്ററി ≈ 216 kC |
| ~10⁹ C | ഗിഗാ കൂളോംബ് (GC) | ഇലക്ട്രിക് വാഹന ബാറ്ററികൾ, ഗ്രിഡ് സംഭരണം | ടെസ്ല മോഡൽ 3 ബാറ്ററി ≈ 770 kC |
യൂണിറ്റ് സിസ്റ്റങ്ങൾ വിശദീകരിച്ചു
SI യൂണിറ്റുകൾ — കൂളോംബ്
കൂളോംബ് (C) ചാർജിനായുള്ള SI അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റാണ്. ആമ്പിയറിൽ നിന്നും സെക്കൻഡിൽ നിന്നും നിർവചിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു: 1 C = 1 A·s. പിക്കോ മുതൽ കിലോ വരെയുള്ള പ്രിഫിക്സുകൾ എല്ലാ പ്രായോഗിക ശ്രേണികളെയും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.
- 1 C = 1 A·s (കൃത്യമായ നിർവചനം)
- ചെറിയ ചാർജുകൾക്ക് mC, µC, nC
- ക്വാണ്ടം/കൃത്യതയുള്ള ജോലികൾക്ക് pC, fC, aC
- വലിയ വ്യാവസായിക സംവിധാനങ്ങൾക്ക് kC
ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി യൂണിറ്റുകൾ
ആമ്പിയർ-മണിക്കൂർ (Ah), മില്ലിആമ്പിയർ-മണിക്കൂർ (mAh) എന്നിവ ബാറ്ററികൾക്കുള്ള മാനദണ്ഡങ്ങളാണ്. കറന്റ് ഡ്രോയുമായും പ്രവർത്തന സമയവുമായും നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതിനാൽ പ്രായോഗികമാണ്. 1 Ah = 3600 C.
- mAh — സ്മാർട്ട്ഫോണുകൾ, ടാബ്ലെറ്റുകൾ, ഇയർബഡുകൾ
- Ah — ലാപ്ടോപ്പുകൾ, പവർ ടൂളുകൾ, കാർ ബാറ്ററികൾ
- kAh — ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ, വ്യാവസായിക UPS
- Wh — ഊർജ്ജ ശേഷി (വോൾട്ടേജിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു)
ശാസ്ത്രീയവും പാരമ്പര്യവും
പ്രാഥമിക ചാർജ് (e) ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ഒരു അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റാണ്. രസതന്ത്രത്തിൽ ഫാരഡെ സ്ഥിരാങ്കം. പഴയ പാഠപുസ്തകങ്ങളിൽ CGS യൂണിറ്റുകൾ (സ്റ്റാറ്റ്കൂളോംബ്, അബ്കൂളോംബ്).
- e = 1.602×10⁻¹⁹ C (പ്രാഥമിക ചാർജ്)
- F = 96,485 C (ഫാരഡെ സ്ഥിരാങ്കം)
- 1 statC ≈ 3.34×10⁻¹⁰ C (ESU)
- 1 abC = 10 C (EMU)
ചാർജിന്റെ ഭൗതികശാസ്ത്രം
ചാർജ് ക്വാണ്ടീകരണം
എല്ലാ ചാർജുകളും പ്രാഥമിക ചാർജ് e യുടെ ഗുണിതങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. നിങ്ങൾക്ക് 1.5 ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടാകാൻ കഴിയില്ല. ക്വാർക്കുകൾക്ക് ഭാഗിക ചാർജ് (⅓e, ⅔e) ഉണ്ട്, പക്ഷേ അവ ഒരിക്കലും ഒറ്റയ്ക്ക് നിലനിൽക്കുന്നില്ല.
- ഏറ്റവും ചെറിയ സ്വതന്ത്ര ചാർജ്: 1e = 1.602×10⁻¹⁹ C
- ഇലക്ട്രോൺ: -1e, പ്രോട്ടോൺ: +1e
- എല്ലാ വസ്തുക്കൾക്കും N×e ചാർജ് ഉണ്ട് (പൂർണ്ണസംഖ്യ N)
- മില്ലിക്കന്റെ ഓയിൽ ഡ്രോപ്പ് പരീക്ഷണം ക്വാണ്ടീകരണം തെളിയിച്ചു (1909)
ഫാരഡെയുടെ സ്ഥിരാങ്കം
1 മോൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ 96,485 C ചാർജ് വഹിക്കുന്നു. ഇതിനെ ഫാരഡെ സ്ഥിരാങ്കം (F) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രിക്കും ബാറ്ററി കെമിസ്ട്രിക്കും അടിസ്ഥാനമാണ്.
- F = 96,485.33212 C/mol (CODATA 2018)
- 1 മോൾ e⁻ = 6.022×10²³ ഇലക്ട്രോണുകൾ
- ഇലക്ട്രോലിസിസ് കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു
- ചാർജിനെ രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു
കൂളോമ്പിന്റെ നിയമം
ചാർജുകൾക്കിടയിലുള്ള ബലം: F = k(q₁q₂/r²). ഒരേപോലുള്ള ചാർജുകൾ വികർഷിക്കുന്നു, വിപരീത ചാർജുകൾ ആകർഷിക്കുന്നു. പ്രകൃതിയുടെ അടിസ്ഥാന ബലം. എല്ലാ രസതന്ത്രത്തെയും ഇലക്ട്രോണിക്സിനെയും വിശദീകരിക്കുന്നു.
- k = 8.99×10⁹ N·m²/C²
- F ∝ q₁q₂ (ചാർജുകളുടെ ഗുണനം)
- F ∝ 1/r² (വിപരീത വർഗ്ഗ നിയമം)
- ആറ്റോമിക് ഘടന, ബന്ധനം എന്നിവ വിശദീകരിക്കുന്നു
ചാർജ് ബെഞ്ച്മാർക്കുകൾ
| സന്ദർഭം | ചാർജ് | കുറിപ്പുകൾ |
|---|---|---|
| ഒരൊറ്റ ഇലക്ട്രോൺ | 1.602×10⁻¹⁹ C | പ്രാഥമിക ചാർജ് (e) |
| 1 പൈക്കോ കൂളോംബ് | 10⁻¹² C | ≈ 6 ദശലക്ഷം ഇലക്ട്രോണുകൾ |
| 1 നാനോകൂളോംബ് | 10⁻⁹ C | ≈ 6 ബില്യൺ ഇലക്ട്രോണുകൾ |
| സ്റ്റാറ്റിക് ഷോക്ക് | ~1 µC | അനുഭവിക്കാൻ പര്യാപ്തം |
| AAA ബാറ്ററി (600 mAh) | 2,160 C | @ 1.5V = 0.9 Wh |
| സ്മാർട്ട്ഫോൺ ബാറ്ററി | ~11,000 C | സാധാരണ 3000 mAh |
| കാർ ബാറ്ററി (60 Ah) | 216,000 C | @ 12V = 720 Wh |
| മിന്നൽ | ~15 C | പക്ഷേ 1 ബില്യൺ വോൾട്ട്! |
| ടെസ്ല ബാറ്ററി (214 Ah) | 770,400 C | @ 350V = 75 kWh |
| 1 ഫാരഡെ (1 മോൾ e⁻) | 96,485 C | രസതന്ത്ര മാനദണ്ഡം |
ബാറ്ററി ശേഷി താരതമ്യം
| ഉപകരണം | ശേഷി (mAh) | വോൾട്ടേജ് | ഊർജ്ജം (Wh) |
|---|---|---|---|
| എയർപോഡ്സ് (ഒന്ന്) | 93 mAh | 3.7V | 0.34 Wh |
| ആപ്പിൾ വാച്ച് | 300 mAh | 3.85V | 1.2 Wh |
| ഐഫോൺ 15 | 3,349 mAh | 3.85V | 12.9 Wh |
| ഐപാഡ് പ്രോ 12.9" | 10,758 mAh | 3.77V | 40.6 Wh |
| മാക്ബുക്ക് പ്രോ 16" | 25,641 mAh | ~3.9V | 100 Wh |
| പവർ ബാങ്ക് 20K | 20,000 mAh | 3.7V | 74 Wh |
| ടെസ്ല മോഡൽ 3 LR | 214,000 Ah | 350V | 75,000 Wh |
യഥാർത്ഥ ലോക പ്രയോഗങ്ങൾ
ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്സ്
ഓരോ ബാറ്ററിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഉപകരണത്തിനും ഒരു കപ്പാസിറ്റി റേറ്റിംഗ് ഉണ്ട്. സ്മാർട്ട്ഫോണുകൾ: 2500-5000 mAh. ലാപ്ടോപ്പുകൾ: 40-100 Wh. പവർ ബാങ്കുകൾ: 10,000-30,000 mAh.
- iPhone 15: ~3,349 mAh @ 3.85V ≈ 13 Wh
- MacBook Pro: ~100 Wh (എയർലൈൻ പരിധി)
- AirPods: ~500 mAh (സംയുക്തം)
- പവർ ബാങ്ക്: 20,000 mAh @ 3.7V ≈ 74 Wh
ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ
EV ബാറ്ററികൾ kWh (ഊർജ്ജം) ൽ റേറ്റുചെയ്തിരിക്കുന്നു, എന്നാൽ കപ്പാസിറ്റി പാക്ക് വോൾട്ടേജിൽ kAh ആണ്. ടെസ്ല മോഡൽ 3: 75 kWh @ 350V = 214 Ah. ഫോണുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വളരെ വലുതാണ്!
- ടെസ്ല മോഡൽ 3: 75 kWh (214 Ah @ 350V)
- നിസ്സാൻ ലീഫ്: 40 kWh (114 Ah @ 350V)
- EV ചാർജിംഗ്: 50-350 kW DC ഫാസ്റ്റ്
- ഹോം ചാർജിംഗ്: ~7 kW (32A @ 220V)
വ്യാവസായികവും ലബോറട്ടറിയും
ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗ്, ഇലക്ട്രോലിസിസ്, കപ്പാസിറ്റർ ബാങ്കുകൾ, UPS സംവിധാനങ്ങൾ എന്നിവയെല്ലാം വലിയ ചാർജ് കൈമാറ്റങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. വ്യാവസായിക UPS: 100+ kAh ശേഷി. സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്ററുകൾ: ഫാരഡുകൾ (C/V).
- ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗ്: 10-1000 Ah പ്രക്രിയകൾ
- വ്യാവസായിക UPS: 100+ kAh ബാക്കപ്പ്
- സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്റർ: 3000 F = 3000 C/V
- മിന്നൽ: സാധാരണ ~15 C
ദ്രുത പരിവർത്തന ഗണിതം
mAh ↔ കൂളോമ്പുകൾ
mAh-നെ 3.6 കൊണ്ട് ഗുണിച്ച് കൂളോമ്പുകൾ നേടുക. 1000 mAh = 3600 C.
- 1 mAh = 3.6 C (കൃത്യം)
- 1 Ah = 3600 C
- വേഗത്തിൽ: mAh × 3.6 → C
- ഉദാഹരണം: 3000 mAh = 10,800 C
mAh ↔ Wh (3.7V-ൽ)
3.7V Li-ion വോൾട്ടേജിൽ Wh-നായി mAh-നെ ~270 കൊണ്ട് ഹരിക്കുക.
- Wh = mAh × V ÷ 1000
- 3.7V-ൽ: Wh ≈ mAh ÷ 270
- 3000 mAh @ 3.7V = 11.1 Wh
- ഊർജ്ജത്തിന് വോൾട്ടേജ് പ്രധാനമാണ്!
പ്രവർത്തന സമയം കണക്കാക്കൽ
പ്രവർത്തന സമയം (h) = ബാറ്ററി (mAh) ÷ കറന്റ് (mA). 3000 mAh 300 mA-ൽ = 10 മണിക്കൂർ.
- പ്രവർത്തന സമയം = ശേഷി ÷ കറന്റ്
- 3000 mAh ÷ 300 mA = 10 h
- കൂടുതൽ കറന്റ് = കുറഞ്ഞ പ്രവർത്തന സമയം
- കാര്യക്ഷമത നഷ്ടങ്ങൾ: 80-90% പ്രതീക്ഷിക്കുക
പരിവർത്തനങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു
- ഘട്ടം 1: ഉറവിടത്തെ → കൂളോമ്പുകളിലേക്ക് toBase ഘടകം ഉപയോഗിച്ച് പരിവർത്തനം ചെയ്യുക
- ഘട്ടം 2: കൂളോമ്പുകളെ → ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് ലക്ഷ്യത്തിന്റെ toBase ഘടകം ഉപയോഗിച്ച് പരിവർത്തനം ചെയ്യുക
- പകരം: നേരിട്ടുള്ള ഘടകം ഉപയോഗിക്കുക (mAh → Ah: 1000 കൊണ്ട് ഹരിക്കുക)
- സാമാന്യബുദ്ധി പരിശോധന: 1 Ah = 3600 C, 1 mAh = 3.6 C
- ഊർജ്ജത്തിനായി: Wh = Ah × വോൾട്ടേജ് (വോൾട്ടേജിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു!)
സാധാരണ പരിവർത്തന റഫറൻസ്
| നിന്ന് | ലേക്ക് | ഗുണിക്കുക | ഉദാഹരണം |
|---|---|---|---|
| C | mAh | 0.2778 | 3600 C = 1000 mAh |
| mAh | C | 3.6 | 1000 mAh = 3600 C |
| Ah | C | 3600 | 1 Ah = 3600 C |
| C | Ah | 0.0002778 | 3600 C = 1 Ah |
| mAh | Ah | 0.001 | 3000 mAh = 3 Ah |
| Ah | mAh | 1000 | 2 Ah = 2000 mAh |
| mAh | Wh (3.7V) | 0.0037 | 3000 mAh ≈ 11.1 Wh |
| Wh (3.7V) | mAh | 270.27 | 11 Wh ≈ 2973 mAh |
| C | ഇലക്ട്രോണുകൾ | 6.242×10¹⁸ | 1 C ≈ 6.24×10¹⁸ e |
| ഇലക്ട്രോണുകൾ | C | 1.602×10⁻¹⁹ | 1 e = 1.602×10⁻¹⁹ C |
വേഗത്തിലുള്ള ഉദാഹരണങ്ങൾ
പരിഹരിച്ച പ്രശ്നങ്ങൾ
ഫോൺ ബാറ്ററി പ്രവർത്തന സമയം
3500 mAh ബാറ്ററി. ആപ്പ് 350 mA ഉപയോഗിക്കുന്നു. തീരുന്നതുവരെ എത്ര സമയം?
പ്രവർത്തന സമയം = ശേഷി ÷ കറന്റ് = 3500 ÷ 350 = 10 മണിക്കൂർ (അനുയോജ്യം). യഥാർത്ഥത്തിൽ: ~8-9 മണിക്കൂർ (കാര്യക്ഷമത നഷ്ടങ്ങൾ).
പവർ ബാങ്ക് ചാർജുകൾ
20,000 mAh പവർ ബാങ്ക്. 3,000 mAh ഫോൺ ചാർജ് ചെയ്യുക. എത്ര പൂർണ്ണ ചാർജുകൾ?
കാര്യക്ഷമത കണക്കിലെടുക്കുക (~80%): 20,000 × 0.8 = 16,000 ഫലപ്രദം. 16,000 ÷ 3,000 = 5.3 ചാർജുകൾ.
ഇലക്ട്രോലിസിസ് പ്രശ്നം
1 മോൾ ചെമ്പ് (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu) നിക്ഷേപിക്കുക. എത്ര കൂളോമ്പുകൾ?
1 മോൾ Cu-ന് 2 മോൾ e⁻. 2 × F = 2 × 96,485 = 192,970 C ≈ 53.6 Ah.
ഒഴിവാക്കേണ്ട സാധാരണ തെറ്റുകൾ
- **mAh പവർ അല്ല**: mAh ചാർജിനെയാണ് അളക്കുന്നത്, പവറിനെയല്ല. പവർ = mAh × വോൾട്ടേജ് ÷ സമയം.
- **Wh-ന് വോൾട്ടേജ് ആവശ്യമാണ്**: വോൾട്ടേജ് അറിയാതെ mAh → Wh-ലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. Li-ion-ന് 3.7V സാധാരണമാണ്.
- **കാര്യക്ഷമത നഷ്ടങ്ങൾ**: യഥാർത്ഥ പ്രവർത്തന സമയം കണക്കാക്കിയതിന്റെ 80-90% ആണ്. താപം, വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ്, ആന്തരിക പ്രതിരോധം.
- **വോൾട്ടേജ് പ്രധാനമാണ്**: 3000 mAh @ 12V ≠ 3000 mAh @ 3.7V ഊർജ്ജത്തിൽ (36 Wh vs 11 Wh).
- **കറന്റും ശേഷിയും**: 5000 mAh ബാറ്ററിക്ക് 1 മണിക്കൂർ നേരത്തേക്ക് 5000 mA നൽകാൻ കഴിയില്ല—പരമാവധി ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക് പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.
- **ആഴത്തിൽ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യരുത്**: Li-ion ~20%-ൽ താഴെയാകുമ്പോൾ നശിക്കുന്നു. റേറ്റുചെയ്ത ശേഷി നാമമാത്രമാണ്, ഉപയോഗയോഗ്യമല്ല.
ചാർജിനെക്കുറിച്ചുള്ള കൗതുകകരമായ വസ്തുതകൾ
നിങ്ങൾ വൈദ്യുതപരമായി ന്യൂട്രലാണ്
നിങ്ങളുടെ ശരീരത്തിൽ ~10²⁸ പ്രോട്ടോണുകളും അത്രതന്നെ ഇലക്ട്രോണുകളും ഉണ്ട്. നിങ്ങൾ 0.01% ഇലക്ട്രോണുകൾ നഷ്ടപ്പെടുത്തിയാൽ, നിങ്ങൾക്ക് 10⁹ ന്യൂട്ടൺ വികർഷണം അനുഭവപ്പെടും—കെട്ടിടങ്ങൾ തകർക്കാൻ പര്യാപ്തമാണ്!
മിന്നലിന്റെ വിരോധാഭാസം
മിന്നൽ: ~15 C ചാർജ് മാത്രം, പക്ഷേ 1 ബില്യൺ വോൾട്ട്! ഊർജ്ജം = Q×V, അതിനാൽ 15 C × 10⁹ V = 15 GJ. ഇത് 4.2 MWh ആണ്—നിങ്ങളുടെ വീടിന് മാസങ്ങളോളം വൈദ്യുതി നൽകാൻ കഴിയും!
വാൻ ഡി ഗ്രാഫ് ജനറേറ്റർ
ക്ലാസിക് ശാസ്ത്രീയ പ്രകടനം ദശലക്ഷക്കണക്കിന് വോൾട്ട് വരെ ചാർജ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. മൊത്തം ചാർജ്? വെറും ~10 µC. ഞെട്ടിപ്പിക്കുന്നതും എന്നാൽ സുരക്ഷിതവുമാണ്—കുറഞ്ഞ കറന്റ്. വോൾട്ടേജ് ≠ അപകടം, കറന്റ് കൊല്ലുന്നു.
കപ്പാസിറ്ററും ബാറ്ററിയും
കാർ ബാറ്ററി: 60 Ah = 216,000 C, മണിക്കൂറുകളോളം പുറത്തുവിടുന്നു. സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്റർ: 3000 F = 3000 C/V, സെക്കൻഡുകൾക്കുള്ളിൽ പുറത്തുവിടുന്നു. ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും പവർ സാന്ദ്രതയും.
മില്ലിക്കന്റെ ഓയിൽ ഡ്രോപ്പ്
1909: മില്ലിക്കൻ ചാർജ് ചെയ്ത എണ്ണത്തുള്ളികൾ വീഴുന്നത് നിരീക്ഷിച്ച് പ്രാഥമിക ചാർജ് അളന്നു. e = 1.592×10⁻¹⁹ C എന്ന് കണ്ടെത്തി (ആധുനികം: 1.602). 1923-ൽ നോബൽ സമ്മാനം നേടി.
ക്വാണ്ടം ഹാൾ പ്രഭാവം
ഇലക്ട്രോൺ ചാർജ് ക്വാണ്ടീകരണം വളരെ കൃത്യമാണ്, ഇത് പ്രതിരോധ മാനദണ്ഡം നിർവചിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കൃത്യത: 10⁹-ൽ 1 ഭാഗം. 2019 മുതൽ അടിസ്ഥാന സ്ഥിരാങ്കങ്ങൾ എല്ലാ യൂണിറ്റുകളെയും നിർവചിക്കുന്നു.
പ്രൊഫഷണൽ ടിപ്പുകൾ
- **വേഗത്തിൽ mAh-ൽ നിന്ന് C-ലേക്ക്**: 3.6 കൊണ്ട് ഗുണിക്കുക. 1000 mAh = 3600 C കൃത്യമായി.
- **mAh-ൽ നിന്ന് Wh**: വോൾട്ടേജ് കൊണ്ട് ഗുണിച്ച് 1000 കൊണ്ട് ഹരിക്കുക. 3.7V-ൽ: Wh ≈ mAh ÷ 270.
- **ബാറ്ററി പ്രവർത്തന സമയം**: ശേഷിയെ (mAh) കറന്റ് ഡ്രോ (mA) കൊണ്ട് ഹരിക്കുക. നഷ്ടങ്ങൾക്കായി 20% മാർജിൻ ചേർക്കുക.
- **പവർ ബാങ്ക് യാഥാർത്ഥ്യം**: വോൾട്ടേജ് പരിവർത്തന നഷ്ടങ്ങൾ കാരണം 70-80% ഉപയോഗയോഗ്യമായ ശേഷി പ്രതീക്ഷിക്കുക.
- **ബാറ്ററികൾ താരതമ്യം ചെയ്യുക**: ഊർജ്ജ താരതമ്യത്തിനായി Wh ഉപയോഗിക്കുക (വോൾട്ടേജ് കണക്കിലെടുക്കുന്നു). mAh വിവിധ വോൾട്ടേജുകളിൽ തെറ്റിദ്ധാരണയുണ്ടാക്കുന്നു.
- **ചാർജ് സംരക്ഷണം**: മൊത്തം ചാർജ് ഒരിക്കലും മാറുന്നില്ല. 1 C പുറത്തേക്ക് ഒഴുകിയാൽ, 1 C തിരികെ ഒഴുകുന്നു (ഒടുവിൽ).
- **ഓട്ടോമാറ്റിക് ശാസ്ത്രീയ നൊട്ടേഷൻ**: < 1 µC അല്ലെങ്കിൽ > 1 GC മൂല്യങ്ങൾ വായനാക്ഷമതയ്ക്കായി ശാസ്ത്രീയ നൊട്ടേഷനിൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.
സമ്പൂർണ്ണ യൂണിറ്റ് റഫറൻസ്
എസ്ഐ യൂണിറ്റുകൾ
| യൂണിറ്റിന്റെ പേര് | ചിഹ്നം | കൂളോംബ് തുല്യം | ഉപയോഗ കുറിപ്പുകൾ |
|---|---|---|---|
| കൂളോം | C | 1 C (base) | SI അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റ്; 1 C = 1 A·s = 6.24×10¹⁸ ഇലക്ട്രോണുകൾ. |
| കിലോകൂളോം | kC | 1.000 kC | വലിയ വ്യാവസായിക ചാർജുകൾ; UPS സംവിധാനങ്ങൾ, ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗ്. |
| മില്ലികൂളോം | mC | 1.0000 mC | ചെറിയ ലബോറട്ടറി പരീക്ഷണങ്ങൾ; കപ്പാസിറ്റർ ഡിസ്ചാർജ്. |
| മൈക്രോകൂളോം | µC | 1.0000 µC | കൃത്യതയുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്സ്; സ്റ്റാറ്റിക് വൈദ്യുതി (1 µC ≈ അനുഭവപ്പെടുന്ന ഷോക്ക്). |
| നാനോകൂളോം | nC | 1.000e-9 C | ചെറിയ സെൻസർ സിഗ്നലുകൾ; കൃത്യതയുള്ള അളവുകൾ. |
| പികോകൂളോം | pC | 1.000e-12 C | കൃത്യതയുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ; ≈ 6 ദശലക്ഷം ഇലക്ട്രോണുകൾ. |
| ഫെംറ്റോകൂളോം | fC | 1.000e-15 C | സിംഗിൾ-ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ; ക്വാണ്ടം ഡോട്ടുകൾ; അൾട്രാ-കൃത്യത. |
| അറ്റോകൂളോം | aC | 1.000e-18 C | കുറച്ച് ഇലക്ട്രോണുകളുള്ള ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റങ്ങൾ; ≈ 6 ഇലക്ട്രോണുകൾ. |
ബാറ്ററി ശേഷി
| യൂണിറ്റിന്റെ പേര് | ചിഹ്നം | കൂളോംബ് തുല്യം | ഉപയോഗ കുറിപ്പുകൾ |
|---|---|---|---|
| കിലോആമ്പിയർ-മണിക്കൂർ | kAh | 3.60e+0 C | വ്യാവസായിക ബാറ്ററി ബാങ്കുകൾ; EV ഫ്ലീറ്റ് ചാർജിംഗ്; ഗ്രിഡ് സംഭരണം. |
| ആമ്പിയർ-മണിക്കൂർ | Ah | 3.600 kC | സ്റ്റാൻഡേർഡ് ബാറ്ററി യൂണിറ്റ്; കാർ ബാറ്ററികൾ (60 Ah), ലാപ്ടോപ്പുകൾ (5 Ah). |
| മില്ലിആമ്പിയർ-മണിക്കൂർ | mAh | 3.6000 C | ഉപഭോക്തൃ മാനദണ്ഡം; ഫോണുകൾ (3000 mAh), ടാബ്ലെറ്റുകൾ, ഇയർബഡുകൾ. |
| ആമ്പിയർ-മിനിറ്റ് | A·min | 60.0000 C | ഹ്രസ്വകാല ഡിസ്ചാർജ്; അപൂർവ്വമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. |
| ആമ്പിയർ-സെക്കൻഡ് | A·s | 1 C (base) | കൂളോമ്പിന് തുല്യം (1 A·s = 1 C); സൈദ്ധാന്തികം. |
| watt-hour (@ 3.7V Li-ion) | Wh | 972.9730 C | ആമ്പിയർ-മണിക്കൂറുകളും ബന്ധപ്പെട്ട യൂണിറ്റുകളും; ബാറ്ററി, പവർ റേറ്റിംഗുകൾക്കുള്ള മാനദണ്ഡം. |
| milliwatt-hour (@ 3.7V Li-ion) | mWh | 972.9730 mC | ആമ്പിയർ-മണിക്കൂറുകളും ബന്ധപ്പെട്ട യൂണിറ്റുകളും; ബാറ്ററി, പവർ റേറ്റിംഗുകൾക്കുള്ള മാനദണ്ഡം. |
ലെഗസി & ശാസ്ത്രീയം
| യൂണിറ്റിന്റെ പേര് | ചിഹ്നം | കൂളോംബ് തുല്യം | ഉപയോഗ കുറിപ്പുകൾ |
|---|---|---|---|
| അബ്കൂളോം (EMU) | abC | 10.0000 C | CGS-EMU യൂണിറ്റ് = 10 C; കാലഹരണപ്പെട്ടു, പഴയ EM പാഠങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്നു. |
| സ്റ്റാറ്റ്കൂളോം (ESU) | statC | 3.336e-10 C | CGS-ESU യൂണിറ്റ് ≈ 3.34×10⁻¹⁰ C; കാലഹരണപ്പെട്ട ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക്സ് യൂണിറ്റ്. |
| ഫാരഡെ | F | 96.485 kC | 1 മോൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ = 96,485 C; ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രി മാനദണ്ഡം. |
| എലമെന്ററി ചാർജ് | e | 1.602e-19 C | അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റ് e = 1.602×10⁻¹⁹ C; പ്രോട്ടോൺ/ഇലക്ട്രോൺ ചാർജ്. |
പതിവായി ചോദിക്കുന്ന ചോദ്യങ്ങൾ
mAh-ഉം Wh-ഉം തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം എന്താണ്?
mAh ചാർജിനെ (എത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾ) അളക്കുന്നു. Wh ഊർജ്ജത്തെ (ചാർജ് × വോൾട്ടേജ്) അളക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത വോൾട്ടേജുകളിൽ ഒരേ mAh = വ്യത്യസ്ത ഊർജ്ജം. വ്യത്യസ്ത വോൾട്ടേജുകളിലുള്ള ബാറ്ററികളെ താരതമ്യം ചെയ്യാൻ Wh ഉപയോഗിക്കുക. Wh = mAh × V ÷ 1000.
എന്തുകൊണ്ടാണ് എനിക്ക് എന്റെ ബാറ്ററിയിൽ നിന്ന് റേറ്റുചെയ്ത ശേഷി ലഭിക്കാത്തത്?
റേറ്റുചെയ്ത ശേഷി നാമമാത്രമാണ്, ഉപയോഗയോഗ്യമല്ല. Li-ion: 4.2V (പൂർണ്ണം) മുതൽ 3.0V (ശൂന്യം) വരെ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നു, എന്നാൽ 20%-ൽ നിർത്തുന്നത് ആയുസ്സ് സംരക്ഷിക്കുന്നു. പരിവർത്തന നഷ്ടങ്ങൾ, താപം, പഴക്കം എന്നിവ ഫലപ്രദമായ ശേഷി കുറയ്ക്കുന്നു. റേറ്റുചെയ്തതിന്റെ 80-90% പ്രതീക്ഷിക്കുക.
ഒരു പവർ ബാങ്കിന് എന്റെ ഫോൺ എത്ര തവണ ചാർജ് ചെയ്യാൻ കഴിയും?
ഇത് കേവലം ശേഷിയുടെ അനുപാതമല്ല. 20,000 mAh പവർ ബാങ്ക്: ~70-80% കാര്യക്ഷമമാണ് (വോൾട്ടേജ് പരിവർത്തനം, താപം). ഫലപ്രദം: 16,000 mAh. 3,000 mAh ഫോണിനായി: 16,000 ÷ 3,000 ≈ 5 ചാർജുകൾ. യഥാർത്ഥ ലോകത്തിൽ: 4-5.
എന്താണ് പ്രാഥമിക ചാർജ്, എന്തുകൊണ്ട് അത് പ്രധാനമാണ്?
പ്രാഥമിക ചാർജ് (e = 1.602×10⁻¹⁹ C) ഒരു പ്രോട്ടോണിന്റെയോ ഇലക്ട്രോണിന്റെയോ ചാർജാണ്. എല്ലാ ചാർജുകളും e-യുടെ ഗുണിതങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന് അടിസ്ഥാനമാണ്, ഫൈൻ സ്ട്രക്ചർ സ്ഥിരാങ്കത്തെ നിർവചിക്കുന്നു. 2019 മുതൽ, e നിർവചനപ്രകാരം കൃത്യമാണ്.
നിങ്ങൾക്ക് നെഗറ്റീവ് ചാർജ് ഉണ്ടാകുമോ?
അതെ! നെഗറ്റീവ് ചാർജ് എന്നാൽ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ അധികം, പോസിറ്റീവ് എന്നാൽ കുറവ്. മൊത്തം ചാർജ് ബീജഗണിതമാണ് (റദ്ദാക്കാം). ഇലക്ട്രോണുകൾ: -e. പ്രോട്ടോണുകൾ: +e. വസ്തുക്കൾ: സാധാരണയായി ഏകദേശം ന്യൂട്രൽ (തുല്യ + ഉം - ഉം). ഒരേപോലുള്ള ചാർജുകൾ വികർഷിക്കുന്നു, വിപരീത ചാർജുകൾ ആകർഷിക്കുന്നു.
എന്തുകൊണ്ടാണ് ബാറ്ററികൾ കാലക്രമേണ ശേഷി നഷ്ടപ്പെടുന്നത്?
Li-ion: രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളെ പതുക്കെ നശിപ്പിക്കുന്നു. ഓരോ ചാർജ് സൈക്കിളും ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുന്നു. ആഴത്തിലുള്ള ഡിസ്ചാർജ് (<20%), ഉയർന്ന താപനില, വേഗത്തിലുള്ള ചാർജിംഗ് എന്നിവ പഴക്കം കൂട്ടുന്നു. ആധുനിക ബാറ്ററികൾ: 80% ശേഷിയിലേക്ക് 500-1000 സൈക്കിളുകൾ.
സമ്പൂർണ്ണ ഉപകരണ ഡയറക്ടറി
UNITS-ൽ ലഭ്യമായ എല്ലാ 71 ഉപകരണങ്ങളും