Elektrik Yükü Dönüştürücü
Elektrik Yükü — Elektronlardan Bataryalara
Fizik, kimya ve elektronikteki elektrik yükü birimlerine hakim olun. Coulomb'dan batarya kapasitesine, tek elektronlardan endüstriyel batarya bankalarına kadar 40 büyüklük mertebesini kapsayan bir aralıkta. Temel yükü kesin hale getiren 2019 SI yeniden tanımını keşfedin ve batarya derecelendirmelerinin gerçekte ne anlama geldiğini anlayın.
Elektrik Yükünün Temelleri
Yük Nedir?
Elektrik yükü, parçacıkların elektromanyetik kuvveti deneyimlemesine neden olan fiziksel özelliktir. Pozitif ve negatif olarak gelir. Benzer yükler birbirini iter, zıt yükler birbirini çeker. Tüm kimya ve elektronik için temeldir.
- 1 coulomb = 6.24×10¹⁸ elektron
- Proton: +1e, Elektron: -1e
- Yük korunur (asla yaratılmaz/yok edilmez)
- e = 1.602×10⁻¹⁹ C'nin katları halinde nicelenmiştir
Akım ve Yük
Akım (I), yükün akış hızıdır. Q = I × t. 1 amper = saniyede 1 coulomb. Ah cinsinden batarya kapasitesi akım değil, yüktür. 1 Ah = 3600 C.
- Akım = yük / zaman (I = Q/t)
- 1 A = 1 C/s (tanım)
- 1 Ah = 3600 C (1 saat boyunca 1 amper)
- mAh güç değil, yük kapasitesidir
Batarya Kapasitesi
Bataryalar yük depolar. Ah veya mAh (yük) veya Wh (enerji) cinsinden derecelendirilir. Wh = Ah × Voltaj. Telefon pili: 3000 mAh @ 3.7V ≈ 11 Wh. Voltaj yük için değil, enerji için önemlidir.
- mAh = miliamper-saat (yük)
- Wh = watt-saat (enerji = yük × voltaj)
- Daha yüksek mAh = daha uzun çalışma süresi (aynı voltaj)
- 3000 mAh ≈ 10,800 coulomb
- 1 coulomb = 6.24×10¹⁸ elektronun yükü
- Akım (A) = yük (C) / saniye: I = Q/t
- 1 Ah = 3600 C (1 saat boyunca 1 amper akışı)
- Yük korunur ve e'nin katları halinde nicelenmiştir
Yük Ölçümünün Tarihsel Evrimi
Erken Elektrik Bilimi (1600-1830)
Yükü nicel olarak anlamadan önce, bilim insanları statik elektriği ve gizemli 'elektrik akışkanını' araştırdılar. Pillerin icadı, sürekli yük akışının hassas bir şekilde ölçülmesini sağladı.
- 1600: William Gilbert elektriği manyetizmadan ayırdı, 'elektrik' terimini icat etti
- 1733: Charles du Fay iki tür elektrik keşfetti (pozitif ve negatif)
- 1745: Leyden kavanozu icat edildi — ilk kapasitör, ölçülebilir yük depolar
- 1785: Coulomb, elektrik kuvveti için ters kare yasası F = k(q₁q₂/r²) 'nı yayınladı
- 1800: Volta pili icat etti — sürekli, ölçülebilir yük akışını sağladı
- 1833: Faraday elektroliz yasalarını keşfetti — yükü kimyayla ilişkilendirdi (Faraday sabiti)
Coulomb'un Evrimi (1881-2019)
Coulomb, elektrokimyasal standartlara dayalı pratik tanımlardan, amper ve saniyeye bağlı modern tanıma evrildi.
- 1881: İlk pratik coulomb, gümüş elektrokaplama standardı aracılığıyla tanımlandı
- 1893: Chicago Dünya Fuarı, coulomb'u uluslararası kullanım için standartlaştırdı
- 1948: CGPM, coulomb'u 1 amper-saniye (1 C = 1 A·s) olarak tanımladı
- 1960-2018: Amper, paralel iletkenler arasındaki kuvvetle tanımlandı, bu da coulomb'u dolaylı hale getirdi
- Sorun: Amperin kuvvete dayalı tanımını yüksek hassasiyetle gerçekleştirmek zordu
- 1990'lar-2010'lar: Kuantum metrolojisi (Josephson etkisi, kuantum Hall etkisi) elektron sayımını mümkün kıldı
2019 SI Devrimi — Temel Yük Sabitlendi
20 Mayıs 2019'da, temel yük tam olarak sabitlendi, bu da amperi yeniden tanımladı ve coulomb'un temel sabitlerden yeniden üretilebilir olmasını sağladı.
- Yeni tanım: e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C tam olarak (tanım gereği sıfır belirsizlik)
- Temel yük artık ölçülen bir değer değil, tanımlanmış bir sabittir
- 1 coulomb = 6.241509074 × 10¹⁸ temel yük (tam)
- Tek elektron tünelleme cihazları, hassas yük standartları için elektronları tek tek sayabilir
- Kuantum metroloji üçgeni: voltaj (Josephson), direnç (kuantum Hall), akım (elektron pompası)
- Sonuç: Kuantum ekipmanına sahip herhangi bir laboratuvar, coulomb'u bağımsız olarak gerçekleştirebilir
Bu Bugün Neden Önemli?
2019 yeniden tanımı, elektrokimyasal standartlardan kuantum hassasiyetine kadar 135 yılı aşkın bir ilerlemeyi temsil eder ve yeni nesil elektronik ve enerji depolamasına olanak tanır.
- Batarya teknolojisi: Elektrikli araçlar, şebeke depolama için daha doğru kapasite ölçümleri
- Kuantum bilişim: Kübitlerde ve tek elektron transistörlerinde hassas yük kontrolü
- Metroloji: Ulusal laboratuvarlar, referans eserler olmadan coulomb'u bağımsız olarak gerçekleştirebilir
- Kimya: Faraday sabiti artık tam, elektrokimya hesaplamalarını iyileştiriyor
- Tüketici elektroniği: Batarya kapasitesi derecelendirmeleri ve hızlı şarj protokolleri için daha iyi standartlar
Hafıza Yardımcıları ve Hızlı Dönüşüm Hileleri
Kolay Zihinsel Matematik
- mAh'den C'ye kısayol: 3.6 ile çarpın → 1000 mAh = 3600 C tam olarak
- Ah'den C'ye: 3600 ile çarpın → 1 Ah = 3600 C (1 saat boyunca 1 amper)
- Hızlı mAh'den Wh'ye (3.7V): ~270'e bölün → 3000 mAh ≈ 11 Wh
- Wh'den mAh'ye (3.7V): ~270 ile çarpın → 11 Wh ≈ 2970 mAh
- Temel yük: e ≈ 1.6 × 10⁻¹⁹ C (1.602'den yuvarlanmış)
- Faraday sabiti: F ≈ 96,500 C/mol (96,485'ten yuvarlanmış)
Batarya Kapasitesi Hafıza Yardımcıları
Batarya derecelendirmelerini anlamak, yük (mAh), voltaj (V) ve enerji (Wh) arasındaki karışıklığı önler. Bu kurallar zaman ve para kazandırır.
- mAh, gücü veya enerjiyi değil YÜKÜ ölçer — bu, ne kadar elektron hareket ettirebileceğinizdir
- Enerji elde etmek için: Wh = mAh × V ÷ 1000 (voltaj kritiktir!)
- Farklı voltajlarda aynı mAh = farklı enerji (12V 1000mAh ≠ 3.7V 1000mAh)
- Güç bankaları: %70-80 kullanılabilir kapasite bekleyin (voltaj dönüşüm kayıpları)
- Çalışma süresi = Kapasite ÷ Akım: 3000 mAh ÷ 300 mA = 10 saat (ideal, %20 marj ekleyin)
- Li-ion tipik: 3.7V nominal, 4.2V dolu, 3.0V boş (kullanılabilir aralık ~%80)
Pratik Formüller
- Akımdan yük: Q = I × t (coulomb = amper × saniye)
- Çalışma süresi: t = Q / I (saat = amper-saat / amper)
- Yükten enerji: E = Q × V (watt-saat = amper-saat × volt)
- Verimlilik ayarlı: Kullanılabilir = Nominal × 0.8 (kayıpları hesaba katın)
- Elektroliz: Q = n × F (coulomb = elektron molü × Faraday sabiti)
- Kapasitör enerjisi: E = ½CV² (joule = ½ farad × volt²)
Kaçınılması Gereken Yaygın Hatalar
- mAh ile mWh'yi karıştırmak — yük vs enerji (dönüşüm için voltaj gerekir!)
- Pilleri karşılaştırırken voltajı göz ardı etmek — enerji karşılaştırması için Wh kullanın
- %100 güç bankası verimliliği beklemek — ısı ve voltaj dönüşümü nedeniyle %20-30 kayıp olur
- C (coulomb) ile C (deşarj oranı) karıştırmak — tamamen farklı anlamlar!
- mAh = çalışma süresi varsaymak — akım çekimini bilmek gerekir (çalışma süresi = mAh ÷ mA)
- Li-ion'u %20'nin altına derin deşarj etmek — ömrü kısaltır, nominal kapasite ≠ kullanılabilir kapasite
Yük Ölçeği: Tek Elektronlardan Şebeke Depolamasına
| Ölçek / Yük | Temsili Birimler | Yaygın Uygulamalar | Gerçek Dünya Örnekleri |
|---|---|---|---|
| 1.602 × 10⁻¹⁹ C | Temel yük (e) | Tek elektron/proton, kuantum fiziği | Temel yük kuantumu |
| ~10⁻¹⁸ C | Attocoulomb (aC) | Az elektronlu kuantum sistemleri, tek elektron tünellemesi | ≈ 6 elektron |
| ~10⁻¹² C | Picocoulomb (pC) | Hassas sensörler, kuantum noktaları, ultra düşük akım ölçümleri | ≈ 6 milyon elektron |
| ~10⁻⁹ C | Nanocoulomb (nC) | Küçük sensör sinyalleri, hassas elektronik | ≈ 6 milyar elektron |
| ~10⁻⁶ C | Microcoulomb (µC) | Statik elektrik, küçük kapasitörler | Hissedebileceğiniz statik şok (~1 µC) |
| ~10⁻³ C | Millicoulomb (mC) | Kamera flaş kapasitörleri, küçük laboratuvar deneyleri | Flaş kapasitör deşarjı |
| 1 C | Coulomb (C) | SI temel birimi, orta dereceli elektriksel olaylar | ≈ 6.24 × 10¹⁸ elektron |
| ~15 C | Coulomb (C) | Yıldırım çarpmaları, büyük kapasitör bankaları | Tipik yıldırım |
| ~10³ C | Kilocoulomb (kC) | Küçük tüketici pilleri, akıllı telefon şarjı | 3000 mAh telefon pili ≈ 10.8 kC |
| ~10⁵ C | Yüzlerce kC | Dizüstü bilgisayar pilleri, Faraday sabiti | 1 Faraday = 96,485 C (1 mol e⁻) |
| ~10⁶ C | Megacoulomb (MC) | Araba aküleri, büyük endüstriyel UPS sistemleri | 60 Ah araba aküsü ≈ 216 kC |
| ~10⁹ C | Gigacoulomb (GC) | Elektrikli araç pilleri, şebeke depolama | Tesla Model 3 pili ≈ 770 kC |
Birim Sistemleri Açıklandı
SI Birimleri — Coulomb
Coulomb (C), yük için SI temel birimidir. Amper ve saniyeden tanımlanır: 1 C = 1 A·s. Pico'dan kilo'ya kadar olan ön ekler tüm pratik aralıkları kapsar.
- 1 C = 1 A·s (kesin tanım)
- Küçük yükler için mC, µC, nC
- Kuantum/hassas işler için pC, fC, aC
- Büyük endüstriyel sistemler için kC
Batarya Kapasitesi Birimleri
Amper-saat (Ah) ve miliamper-saat (mAh) bataryalar için standarttır. Akım çekimi ve çalışma süresiyle doğrudan ilişkili oldukları için pratiktir. 1 Ah = 3600 C.
- mAh — akıllı telefonlar, tabletler, kulaklıklar
- Ah — dizüstü bilgisayarlar, elektrikli aletler, araba aküleri
- kAh — elektrikli araçlar, endüstriyel UPS
- Wh — enerji kapasitesi (voltaja bağlı)
Bilimsel ve Eski
Temel yük (e), fizikte temel birimdir. Kimyada Faraday sabiti. Eski ders kitaplarında CGS birimleri (statcoulomb, abcoulomb).
- e = 1.602×10⁻¹⁹ C (temel yük)
- F = 96,485 C (Faraday sabiti)
- 1 statC ≈ 3.34×10⁻¹⁰ C (ESU)
- 1 abC = 10 C (EMU)
Yükün Fiziği
Yük Kuantizasyonu
Tüm yükler, temel yük e'nin katları halinde nicelenmiştir. 1.5 elektrona sahip olamazsınız. Kuarkların kesirli yükleri (⅓e, ⅔e) vardır ancak asla tek başlarına bulunmazlar.
- En küçük serbest yük: 1e = 1.602×10⁻¹⁹ C
- Elektron: -1e, Proton: +1e
- Tüm nesnelerin N×e yükü vardır (N tam sayı)
- Millikan'ın yağ damlası deneyi kuantizasyonu kanıtladı (1909)
Faraday Sabiti
1 mol elektron 96,485 C yük taşır. Faraday sabiti (F) olarak adlandırılır. Elektrokimya ve batarya kimyası için temeldir.
- F = 96,485.33212 C/mol (CODATA 2018)
- 1 mol e⁻ = 6.022×10²³ elektron
- Elektroliz hesaplamalarında kullanılır
- Yükü kimyasal reaksiyonlarla ilişkilendirir
Coulomb Yasası
Yükler arasındaki kuvvet: F = k(q₁q₂/r²). Benzer yükler iter, zıt yükler çeker. Doğanın temel kuvveti. Tüm kimyayı ve elektroniği açıklar.
- k = 8.99×10⁹ N·m²/C²
- F ∝ q₁q₂ (yüklerin çarpımı)
- F ∝ 1/r² (ters kare yasası)
- Atom yapısını, bağlanmayı açıklar
Yük Karşılaştırmaları
| Bağlam | Yük | Notlar |
|---|---|---|
| Tek elektron | 1.602×10⁻¹⁹ C | Temel yük (e) |
| 1 picocoulomb | 10⁻¹² C | ≈ 6 milyon elektron |
| 1 nanocoulomb | 10⁻⁹ C | ≈ 6 milyar elektron |
| Statik şok | ~1 µC | Hissedilecek kadar |
| AAA pil (600 mAh) | 2,160 C | @ 1.5V = 0.9 Wh |
| Akıllı telefon pili | ~11,000 C | 3000 mAh tipik |
| Araba aküsü (60 Ah) | 216,000 C | @ 12V = 720 Wh |
| Yıldırım | ~15 C | Ama 1 milyar volt! |
| Tesla pili (214 Ah) | 770,400 C | @ 350V = 75 kWh |
| 1 Faraday (1 mol e⁻) | 96,485 C | Kimya standardı |
Batarya Kapasitesi Karşılaştırması
| Cihaz | Kapasite (mAh) | Voltaj | Enerji (Wh) |
|---|---|---|---|
| AirPods (tek) | 93 mAh | 3.7V | 0.34 Wh |
| Apple Watch | 300 mAh | 3.85V | 1.2 Wh |
| iPhone 15 | 3,349 mAh | 3.85V | 12.9 Wh |
| iPad Pro 12.9" | 10,758 mAh | 3.77V | 40.6 Wh |
| MacBook Pro 16" | 25,641 mAh | ~3.9V | 100 Wh |
| Güç Bankası 20K | 20,000 mAh | 3.7V | 74 Wh |
| Tesla Model 3 LR | 214,000 Ah | 350V | 75,000 Wh |
Gerçek Dünya Uygulamaları
Tüketici Elektroniği
Pille çalışan her cihazın bir kapasite derecesi vardır. Akıllı telefonlar: 2500-5000 mAh. Dizüstü bilgisayarlar: 40-100 Wh. Güç bankaları: 10,000-30,000 mAh.
- iPhone 15: ~3,349 mAh @ 3.85V ≈ 13 Wh
- MacBook Pro: ~100 Wh (havayolu limiti)
- AirPods: ~500 mAh (birleşik)
- Güç bankası: 20,000 mAh @ 3.7V ≈ 74 Wh
Elektrikli Araçlar
EV pilleri kWh (enerji) cinsinden derecelendirilir, ancak kapasite paket voltajında kAh'dir. Tesla Model 3: 75 kWh @ 350V = 214 Ah. Telefonlara kıyasla devasa!
- Tesla Model 3: 75 kWh (214 Ah @ 350V)
- Nissan Leaf: 40 kWh (114 Ah @ 350V)
- EV şarjı: 50-350 kW DC hızlı
- Evde şarj: ~7 kW (32A @ 220V)
Endüstriyel ve Laboratuvar
Elektrokaplama, elektroliz, kapasitör bankaları, UPS sistemleri hepsi büyük yük transferleri içerir. Endüstriyel UPS: 100+ kAh kapasite. Süperkapasitörler: farad (C/V).
- Elektrokaplama: 10-1000 Ah süreçleri
- Endüstriyel UPS: 100+ kAh yedek
- Süperkapasitör: 3000 F = 3000 C/V
- Yıldırım: ~15 C tipik
Hızlı Dönüşüm Matematiği
mAh ↔ Coulomb
mAh'yi 3.6 ile çarparak coulomb elde edin. 1000 mAh = 3600 C.
- 1 mAh = 3.6 C (tam)
- 1 Ah = 3600 C
- Hızlı: mAh × 3.6 → C
- Örnek: 3000 mAh = 10,800 C
mAh ↔ Wh (3.7V'de)
3.7V Li-ion voltajında Wh için mAh'yi ~270'e bölün.
- Wh = mAh × V ÷ 1000
- 3.7V'de: Wh ≈ mAh ÷ 270
- 3000 mAh @ 3.7V = 11.1 Wh
- Enerji için voltaj önemlidir!
Çalışma Süresi Tahmini
Çalışma süresi (s) = Batarya (mAh) ÷ Akım (mA). 300 mA'da 3000 mAh = 10 saat.
- Çalışma süresi = Kapasite ÷ Akım
- 3000 mAh ÷ 300 mA = 10 s
- Daha yüksek akım = daha kısa çalışma süresi
- Verimlilik kayıpları: %80-90 bekleyin
Dönüşümler Nasıl Çalışır
- Adım 1: Kaynağı → coulomb'a toBase faktörü kullanarak dönüştürün
- Adım 2: Coulomb'u → hedefe hedefin toBase faktörünü kullanarak dönüştürün
- Alternatif: Doğrudan faktör kullanın (mAh → Ah: 1000'e bölün)
- Sağlama: 1 Ah = 3600 C, 1 mAh = 3.6 C
- Enerji için: Wh = Ah × Voltaj (voltaja bağlı!)
Yaygın Dönüşüm Referansı
| Kaynak | Hedef | Çarpılacak Sayı | Örnek |
|---|---|---|---|
| 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 | elektron | 6.242×10¹⁸ | 1 C ≈ 6.24×10¹⁸ e |
| elektron | C | 1.602×10⁻¹⁹ | 1 e = 1.602×10⁻¹⁹ C |
Hızlı Örnekler
Çözümlü Problemler
Telefon Pilinin Çalışma Süresi
3500 mAh pil. Uygulama 350 mA kullanıyor. Ne kadar sürede biter?
Çalışma süresi = Kapasite ÷ Akım = 3500 ÷ 350 = 10 saat (ideal). Gerçek: ~8-9 saat (verimlilik kayıpları).
Güç Bankası Şarjları
20,000 mAh güç bankası. 3,000 mAh telefonu şarj et. Kaç tam şarj eder?
Verimliliği (~%80) hesaba katın: 20,000 × 0.8 = 16,000 efektif. 16,000 ÷ 3,000 = 5.3 şarj.
Elektroliz Problemi
1 mol bakır (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu) biriktir. Kaç coulomb?
Mol Cu başına 2 mol e⁻. 2 × F = 2 × 96,485 = 192,970 C ≈ 53.6 Ah.
Kaçınılması Gereken Yaygın Hatalar
- **mAh güç DEĞİLDİR**: mAh yükü ölçer, gücü değil. Güç = mAh × Voltaj ÷ zaman.
- **Wh voltaj gerektirir**: Voltajı bilmeden mAh'yi Wh'ye dönüştüremezsiniz. Li-ion için 3.7V tipiktir.
- **Verimlilik kayıpları**: Gerçek çalışma süresi, hesaplananın %80-90'ıdır. Isı, voltaj düşüşü, iç direnç.
- **Voltaj önemlidir**: 3000 mAh @ 12V, enerji açısından 3000 mAh @ 3.7V ile aynı değildir (36 Wh vs 11 Wh).
- **Akım ve kapasite**: 5000 mAh pil, 1 saat boyunca 5000 mA veremez—maksimum deşarj oranı sınırlar.
- **Derin deşarj etmeyin**: Li-ion ~%20'nin altında bozulur. Nominal kapasite nominaldir, kullanılabilir değildir.
Büyüleyici Yük Gerçekleri
Elektriksel Olarak Nötrsünüz
Vücudunuzda ~10²⁸ proton ve eşit sayıda elektron bulunur. Elektronlarınızın %0.01'ini kaybetseniz, 10⁹ newtonluk bir itme kuvveti hissedersiniz—binaları ezmeye yetecek kadar!
Yıldırımın Paradoksu
Bir yıldırım: sadece ~15 C yük, ama 1 milyar volt! Enerji = Q×V, yani 15 C × 10⁹ V = 15 GJ. Bu 4.2 MWh demektir—evinizi aylarca çalıştırabilir!
Van de Graaff Jeneratörü
Klasik bilim demosu, yükü milyonlarca volta çıkarır. Toplam yük? Sadece ~10 µC. Şok edici ama güvenli—düşük akım. Voltaj ≠ tehlike, akım öldürür.
Kapasitör ve Batarya
Araba aküsü: 60 Ah = 216,000 C, saatler içinde boşalır. Süperkapasitör: 3000 F = 3000 C/V, saniyeler içinde boşalır. Enerji yoğunluğu vs güç yoğunluğu.
Millikan'ın Yağ Damlası
1909: Millikan, yüklü yağ damlalarının düşüşünü izleyerek temel yükü ölçtü. e = 1.592×10⁻¹⁹ C (modern: 1.602) buldu. 1923 Nobel Ödülü'nü kazandı.
Kuantum Hall Etkisi
Elektron yükünün kuantizasyonu o kadar hassastır ki, direnç standardını tanımlamak için kullanılır. Doğruluk: 10⁹'da 1 parça. 2019'dan beri tüm birimleri temel sabitler tanımlar.
Profesyonel İpuçları
- **Hızlı mAh'den C'ye**: 3.6 ile çarpın. 1000 mAh = 3600 C tam olarak.
- **mAh'den Wh**: Voltajla çarpın, 1000'e bölün. 3.7V'de: Wh ≈ mAh ÷ 270.
- **Batarya çalışma süresi**: Kapasiteyi (mAh) akım çekimine (mA) bölün. Kayıplar için %20 marj ekleyin.
- **Güç bankası gerçeği**: Voltaj dönüşüm kayıpları nedeniyle %70-80 kullanılabilir kapasite bekleyin.
- **Pilleri karşılaştırın**: Enerji karşılaştırması için Wh kullanın (voltajı hesaba katar). mAh, voltajlar arasında yanıltıcıdır.
- **Yükün korunumu**: Toplam yük asla değişmez. 1 C dışarı akarsa, 1 C geri akar (sonunda).
- **Bilimsel gösterim otomatik**: Okunabilirlik için 1 µC'den küçük veya 1 GC'den büyük değerler bilimsel gösterimle görüntülenir.
Tam Birimler Referansı
SI Birimleri
| Birim Adı | Sembol | Coulomb Eşdeğeri | Kullanım Notları |
|---|---|---|---|
| coulomb | C | 1 C (base) | SI temel birimi; 1 C = 1 A·s = 6.24×10¹⁸ elektron. |
| kilocoulomb | kC | 1.000 kC | Büyük endüstriyel yükler; UPS sistemleri, elektrokaplama. |
| milicoulomb | mC | 1.0000 mC | Küçük laboratuvar deneyleri; kapasitör deşarjı. |
| mikrocoulomb | µC | 1.0000 µC | Hassas elektronik; statik elektrik (1 µC ≈ hissedilen şok). |
| nanocoulomb | nC | 1.000e-9 C | Küçük sensör sinyalleri; hassas ölçümler. |
| picocoulomb | pC | 1.000e-12 C | Hassas enstrümantasyon; ≈ 6 milyon elektron. |
| femtocoulomb | fC | 1.000e-15 C | Tek elektron transistörleri; kuantum noktaları; ultra hassasiyet. |
| attocoulomb | aC | 1.000e-18 C | Az elektronlu kuantum sistemleri; ≈ 6 elektron. |
Pil Kapasitesi
| Birim Adı | Sembol | Coulomb Eşdeğeri | Kullanım Notları |
|---|---|---|---|
| kiloamper-saat | kAh | 3.60e+0 C | Endüstriyel batarya bankaları; EV filo şarjı; şebeke depolama. |
| amper-saat | Ah | 3.600 kC | Standart batarya birimi; araba aküleri (60 Ah), dizüstü bilgisayarlar (5 Ah). |
| miliamper-saat | mAh | 3.6000 C | Tüketici standardı; telefonlar (3000 mAh), tabletler, kulaklıklar. |
| amper-dakika | A·min | 60.0000 C | Kısa süreli deşarj; nadiren kullanılır. |
| amper-saniye | A·s | 1 C (base) | Coulomb ile aynı (1 A·s = 1 C); teorik. |
| watt-hour (@ 3.7V Li-ion) | Wh | 972.9730 C | Amper-saat ve ilgili birimler; batarya ve güç derecelendirmeleri için standarttır. |
| milliwatt-hour (@ 3.7V Li-ion) | mWh | 972.9730 mC | Amper-saat ve ilgili birimler; batarya ve güç derecelendirmeleri için standarttır. |
Eski ve Bilimsel
| Birim Adı | Sembol | Coulomb Eşdeğeri | Kullanım Notları |
|---|---|---|---|
| abcoulomb (EMU) | abC | 10.0000 C | CGS-EMU birimi = 10 C; eskimiş, eski EM metinlerinde görünür. |
| statcoulomb (ESU) | statC | 3.336e-10 C | CGS-ESU birimi ≈ 3.34×10⁻¹⁰ C; eskimiş elektrostatik birimi. |
| faraday | F | 96.485 kC | 1 mol elektron = 96,485 C; elektrokimya standardı. |
| temel yük | e | 1.602e-19 C | Temel birim e = 1.602×10⁻¹⁹ C; proton/elektron yükü. |
Sıkça Sorulan Sorular
mAh ve Wh arasındaki fark nedir?
mAh yükü ölçer (ne kadar elektron). Wh enerjiyi ölçer (yük × voltaj). Farklı voltajlarda aynı mAh = farklı enerji. Voltajlar arasında pilleri karşılaştırmak için Wh kullanın. Wh = mAh × V ÷ 1000.
Neden pilimden nominal kapasiteyi alamıyorum?
Nominal kapasite nominaldir, kullanılabilir değildir. Li-ion: 4.2V (dolu) ile 3.0V (boş) arasında deşarj olur, ancak %20'de durmak ömrünü korur. Dönüşüm kayıpları, ısı ve yaşlanma efektif kapasiteyi azaltır. Nominalin %80-90'ını bekleyin.
Bir güç bankası telefonumu kaç kez şarj edebilir?
Sadece kapasite oranı değil. 20,000 mAh güç bankası: ~%70-80 verimli (voltaj dönüşümü, ısı). Efektif: 16,000 mAh. 3,000 mAh telefon için: 16,000 ÷ 3,000 ≈ 5 şarj. Gerçek dünya: 4-5.
Temel yük nedir ve neden önemlidir?
Temel yük (e = 1.602×10⁻¹⁹ C), bir proton veya elektronun yüküdür. Tüm yükler e'nin katları halinde nicelenmiştir. Kuantum mekaniği için temeldir, ince yapı sabitini tanımlar. 2019'dan beri, e tanım gereği tamdır.
Negatif yük olabilir mi?
Evet! Negatif yük, elektron fazlalığı anlamına gelir, pozitif ise eksiklik anlamına gelir. Toplam yük cebirseldir (birbirini götürebilir). Elektronlar: -e. Protonlar: +e. Nesneler: tipik olarak nötre yakındır (eşit + ve -). Benzer yükler iter, zıt yükler çeker.
Piller zamanla neden kapasite kaybeder?
Li-ion: kimyasal reaksiyonlar elektrot malzemelerini yavaş yavaş bozar. Her şarj döngüsü küçük geri döndürülemez değişikliklere neden olur. Derin deşarj (<%20), yüksek sıcaklık, hızlı şarj yaşlanmayı hızlandırır. Modern piller: %80 kapasiteye 500-1000 döngü.
Tam Araç Dizini
UNITS'te bulunan tüm 71 araç