Ìdíyelé iná ni ohun ìpìlẹ̀ físíkà tí ó ń jẹ́ kí àwọn èérún nǹkan ní ìrírí agbára iná-òòfà. Ó wà ní dídára àti àìdára. Àwọn ìdíyelé kan náà máa ń ta ara wọn nù, àwọn ìdíyelé ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ máa ń fa ara wọn mọ́ra. Ó ṣe pàtàkì fún gbogbo kẹ́mísítirì àti ẹ̀rọ oníná.

• coulomb 1 = 6.24×10¹⁸ àwọn onina
• Púlótọ́ọ̀nù: +1e, Onina: -1e
• Ìdíyelé máa ń wà (a kò lè dá a tàbí pa á run)
• Tí a pín sí ìwọ̀nba ní àwọn ìlọ́po e = 1.602×10⁻¹⁹ C

Ìṣàn iná (I) ni ìwọ̀n ìṣàn ìdíyelé. Q = I × t. ámpíà 1 = coulomb kan fún ìṣẹ́jú àáyá kan. Agbára bátìrì ní Ah jẹ́ ìdíyelé, kì í ṣe ìṣàn iná. 1 Ah = 3600 C.

• Ìṣàn iná = ìdíyelé fún àkókò (I = Q/t)
• 1 A = 1 C/s (ìtumọ̀)
• 1 Ah = 3600 C (ámpíà 1 fún wákàtí 1)
• mAh jẹ́ agbára ìdíyelé, kì í ṣe agbára

Àwọn bátìrì máa ń pa ìdíyelé mọ́. Tí a wọ̀n ní Ah tàbí mAh (ìdíyelé) tàbí Wh (agbára). Wh = Ah × Ìtóka Iná. Bátìrì fóònù: 3000 mAh @ 3.7V ≈ 11 Wh. Ìtóka iná ṣe pàtàkì fún agbára, kì í ṣe fún ìdíyelé.

• mAh = milliampere-wákàtí (ìdíyelé)
• Wh = wáátì-wákàtí (agbára = ìdíyelé × ìtóka iná)
• mAh gíga = àkókò ìlò gígùn (ìtóka iná kan náà)
• 3000 mAh ≈ 10,800 coulomb

Kí àwọn onímọ̀-ìjìnlẹ̀ tó lóye ìdíyelé ní ìwọ̀nba, wọ́n ṣàwárí iná tí kò rìn àti 'omi iná' aláìlóye. Dídá àwọn bátìrì sílẹ̀ jẹ́ kí a lè wọn ìṣàn ìdíyelé tí ó ń lọ ní ìgbà gbogbo pẹ̀lú pípé.

• 1600: William Gilbert ya iná sọ́tọ̀ kúrò lára òòfà, ó sì dá ọ̀rọ̀ 'electric' sílẹ̀
• 1733: Charles du Fay ṣàwárí àwọn irú iná méjì (dídára àti àìdára)
• 1745: Wọ́n dá ìgò Leyden sílẹ̀ — kápásítọ̀ àkọ́kọ́, ó ń pa ìdíyelé tí a lè wọ̀n mọ́
• 1785: Coulomb tẹ òfin ìlọ́po méjì alátakò jáde F = k(q₁q₂/r²) fún agbára iná
• 1800: Volta dá bátìrì sílẹ̀ — ó jẹ́ kí ìṣàn ìdíyelé tí ó ń lọ ní ìgbà gbogbo tí a sì lè wọ̀n ṣeéṣe
• 1833: Faraday ṣàwárí àwọn òfin ìyapa iná — ó so ìdíyelé pọ̀ mọ́ kẹ́mísítirì (ìdúróṣinṣin Faraday)

Coulomb dàgbàsókè láti orí àwọn ìtumọ̀ tó wúlò tí ó dá lórí àwọn ìlànà iná-kẹ́míkà sí ìtumọ̀ òde òní tí ó so mọ́ ámpíà àti ìṣẹ́jú àáyá.

• 1881: A ṣàlàyé coulomb àkọ́kọ́ tó wúlò nípasẹ̀ ìlànà ìbò fìrífìrì pẹ̀lú fàdákà
• 1893: Àpéjọ Àgbáyé Chicago mú coulomb wá sí ìlànà fún lílò káríayé
• 1948: CGPM ṣàlàyé coulomb gẹ́gẹ́ bí ámpíà-ìṣẹ́jú àáyá 1 (1 C = 1 A·s)
• 1960-2018: A ṣàlàyé ámpíà nípasẹ̀ agbára láàárín àwọn onírìnrin afiwe, èyí tí ó jẹ́ kí coulomb jẹ́ àìṣe-taàrà
• Ìṣòro: Ìtumọ̀ ámpíà tí ó dá lórí agbára ṣòro láti ṣe pẹ̀lú pípé gíga
• Àwọn ọdún 1990-2010: Mẹ́tírójì kuáńtọ̀mù (ìṣẹ̀lẹ̀ Josephson, ìṣẹ̀lẹ̀ Hall kuáńtọ̀mù) jẹ́ kí a lè ka àwọn onina

Ní May 20, 2019, wọ́n fi ìdíyelé alákọ̀ọ́bẹ̀rẹ̀ múlẹ̀ pátápátá, wọ́n tún ámpíà ṣàlàyé, wọ́n sì jẹ́ kí a lè ṣe coulomb láti orí àwọn ìdúróṣinṣin ìpìlẹ̀.

• Ìtumọ̀ tuntun: e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C pátápátá (àìdájú òdo nípa ìtumọ̀)
• Ìdíyelé alákọ̀ọ́bẹ̀rẹ̀ ti di ìdúróṣinṣin tí a ṣàlàyé, kì í ṣe iye tí a wọ̀n
• coulomb 1 = 6.241509074 × 10¹⁸ ìdíyelé alákọ̀ọ́bẹ̀rẹ̀ (gangan)
• Àwọn ẹ̀rọ ìṣí onina kan ṣoṣo lè ka àwọn onina kọ̀ọ̀kan fún àwọn ìlànà ìdíyelé pípé
• Igun mẹ́ta mẹ́tírójì kuáńtọ̀mù: ìtóka iná (Josephson), ìdènà (Hall kuáńtọ̀mù), ìṣàn iná (pọ́ǹpù onina)
• Àbájáde: Eyikeyi ilé ìwádìí tí ó ní ohun èlò kuáńtọ̀mù lè ṣe coulomb fúnra rẹ̀

Àtúnyẹ̀wò ọdún 2019 dúró fún ìlọsíwájú ọdún 135+ láti orí àwọn ìlànà iná-kẹ́míkà sí pípé kuáńtọ̀mù, èyí tí ó jẹ́ kí a lè ní àwọn ẹ̀rọ oníná àti ìpamọ́ agbára iná ìran tí ń bọ̀.

• Imọ̀-ẹ̀rọ bátìrì: Àwọn ìwọ̀n agbára pípé jùlọ fún àwọn ọkọ̀ oníná, ìpamọ́ agbára iná
• Ìṣirò kuáńtọ̀mù: Ìṣàkóso ìdíyelé pípé nínú àwọn qubit àti àwọn tìráńsísítọ̀ onina kan ṣoṣo
• Mẹ́tírójì: Àwọn ilé ìwádìí orílẹ̀-èdè lè ṣe coulomb fúnra wọn láìsí àwọn ohun ìtọ́kasí
• Kẹ́mísítirì: Ìdúróṣinṣin Faraday ti wá pé báyìí, ó sì mú àwọn ìṣirò iná-kẹ́míkà sunwọ̀n si
• Ẹ̀rọ oníná oníbàárà: Àwọn ìlànà dídára jùlọ fún àwọn ìwọ̀n agbára bátìrì àti àwọn ìlànà ìgbàjájárá yára

• Ọ̀nà àbùjá mAh sí C: Fúnpọ̀ pẹ̀lú 3.6 → 1000 mAh = 3600 C pátápátá
• Ah sí C: Fúnpọ̀ pẹ̀lú 3600 → 1 Ah = 3600 C (ámpíà 1 fún wákàtí 1)
• Yára mAh sí Wh (3.7V): Pín pẹ̀lú ~270 → 3000 mAh ≈ 11 Wh
• Wh sí mAh (3.7V): Fúnpọ̀ pẹ̀lú ~270 → 11 Wh ≈ 2970 mAh
• Ìdíyelé alákọ̀ọ́bẹ̀rẹ̀: e ≈ 1.6 × 10⁻¹⁹ C (yíká láti 1.602)
• Ìdúróṣinṣin Faraday: F ≈ 96,500 C/mol (yíká láti 96,485)

Líloye àwọn ìwọ̀n bátìrì máa ń dènà ìdàrúdàpọ̀ láàárín ìdíyelé (mAh), ìtóka iná (V), àti agbára (Wh). Àwọn òfin wọ̀nyí máa ń gba àkókò àti owó là.

• mAh máa ń wọn ÌDÍYELÉ, kì í ṣe agbára tàbí okun — ó jẹ́ iye onina tí o lè ṣí
• Láti gba agbára: Wh = mAh × V ÷ 1000 (ìtóka iná ṣe pàtàkì!)
• mAh kan náà ní àwọn ìtóka iná ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ = agbára ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ (12V 1000mAh ≠ 3.7V 1000mAh)
• Báǹkì agbára: Rétí 70-80% agbára lílò (àwọn àdánù ìyípadà ìtóka iná)
• Àkókò ìlò = Agbára ÷ Ìṣàn Iná: 3000 mAh ÷ 300 mA = wákàtí 10 (ìdánwò, fi 20% àfikún sí i)
• Li-ion àbáláyé: 3.7V ìpìlẹ̀, 4.2V kún, 3.0V òfo (ààyè lílò ~80%)

• Ìdíyelé láti inú ìṣàn iná: Q = I × t (coulomb = ámpíà × ìṣẹ́jú àáyá)
• Àkókò ìlò: t = Q / I (wákàtí = ámpíà-wákàtí / ámpíà)
• Agbára láti inú ìdíyelé: E = Q × V (wáátì-wákàtí = ámpíà-wákàtí × fóòtì)
• Tí a ṣàtúnṣe fún ìṣe: Lílo = Tí a wọ̀n × 0.8 (ṣe ìṣirò fún àwọn àdánù)
• Ìyapa iná: Q = n × F (coulomb = mọ́ọ̀lù àwọn onina × ìdúróṣinṣin Faraday)
• Agbára kápásítọ̀: E = ½CV² (júùlù = ½ farad × fóòtì²)

• Àṣìṣe mAh pẹ̀lú mWh — ìdíyelé vs agbára (nílò ìtóka iná láti yí padà!)
• Àìbìkítà ìtóka iná nígbà tí a bá ń fi àwọn bátìrì wé — lo Wh fún ìfiwéra agbára
• Ríretí 100% ìṣe báǹkì agbára — 20-30% sọnù sí ooru àti ìyípadà ìtóka iná
• Dída C (coulomb) pọ̀ mọ́ C (ìwọ̀n ìtújáde) — àwọn ìtumọ̀ ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ pátápátá!
• Gbígbàgbọ́ pé mAh = àkókò ìlò — nílò láti mọ ìṣàn iná (àkókò ìlò = mAh ÷ mA)
• Ìtújáde Li-ion jìn ju 20% lọ — máa ń gé ìgbé ayé kuru, agbára tí a wọ̀n ≠ agbára lílò

Coulomb (C) ni ìwọ̀n ìpìlẹ̀ SI fún ìdíyelé. Tí a ṣàlàyé láti inú ámpíà àti ìṣẹ́jú àáyá: 1 C = 1 A·s. Àwọn ìpele láti pico sí kilo bo gbogbo àwọn ààyè tó wúlò.

• 1 C = 1 A·s (ìtumọ̀ gangan)
• mC, µC, nC fún àwọn ìdíyelé kékeré
• pC, fC, aC fún iṣẹ́ kuáńtọ̀mù/pípé
• kC fún àwọn ètò ilé-iṣẹ́ ńlá

Ampere-wákàtí (Ah) àti milliampere-wákàtí (mAh) jẹ́ ìlànà fún àwọn bátìrì. Wọ́n wúlò nítorí wọ́n ní í ṣe taàrà pẹ̀lú ìlò ìṣàn iná àti àkókò ìlò. 1 Ah = 3600 C.

• mAh — àwọn fóònù alágbèéká, àwọn tàbílẹ́ẹ̀tì, àwọn ohun èlò etí
• Ah — àwọn kọ̀ǹpútà alágbèéká, àwọn irinṣẹ́ oníná, àwọn bátìrì ọkọ̀
• kAh — àwọn ọkọ̀ oníná, àwọn UPS ilé-iṣẹ́
• Wh — agbára okun (dá lórí ìtóka iná)

Ìdíyelé alákọ̀ọ́bẹ̀rẹ̀ (e) jẹ́ ìwọ̀n ìpìlẹ̀ ní ẹ̀kọ́ físíìsì. Ìdúróṣinṣin Faraday ní kẹ́mísítirì. Àwọn ìwọ̀n CGS (statcoulomb, abcoulomb) nínú àwọn ìwé àtijọ́.

• e = 1.602×10⁻¹⁹ C (ìdíyelé alákọ̀ọ́bẹ̀rẹ̀)
• F = 96,485 C (ìdúróṣinṣin Faraday)
• statC 1 ≈ 3.34×10⁻¹⁰ C (ESU)
• abC 1 = 10 C (EMU)

Gbogbo ìdíyelé ni a pín sí ìwọ̀nba ní àwọn ìlọ́po ìdíyelé alákọ̀ọ́bẹ̀rẹ̀ e. O kò lè ní àwọn onina 1.5. Àwọn kuáàkì ní ìdíyelé kékeré (⅓e, ⅔e) ṣùgbọ́n wọn kò lè wà nìkan.

• Ìdíyelé àìnídè kékeré jùlọ: 1e = 1.602×10⁻¹⁹ C
• Onina: -1e, Púlótọ́ọ̀nù: +1e
• Gbogbo nǹkan ní ìdíyelé N×e (N jẹ́ nọ́ḿbà odidi)
• Ìdánwò omi òróró Millikan fi pínpín sí ìwọ̀nba hàn (1909)

mọ́ọ̀lù kan ti àwọn onina gbé ìdíyelé 96,485 C. Tí a ń pè ní ìdúróṣinṣin Faraday (F). Ó ṣe pàtàkì fún iná-kẹ́míkà àti kẹ́mísítirì bátìrì.

• F = 96,485.33212 C/mol (CODATA 2018)
• mọ́ọ̀lù e⁻ 1 = 6.022×10²³ àwọn onina
• Tí a ń lò nínú àwọn ìṣirò ìyapa iná
• Ó so ìdíyelé pọ̀ mọ́ àwọn ìyípadà kẹ́míkà

Agbára láàárín àwọn ìdíyelé: F = k(q₁q₂/r²). Àwọn ìdíyelé kan náà máa ń ta ara wọn nù, àwọn ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ máa ń fa ara wọn mọ́ra. Agbára ìpìlẹ̀ ti ìṣẹ̀dá. Ó ṣàlàyé gbogbo kẹ́mísítirì àti ẹ̀rọ oníná.

• k = 8.99×10⁹ N·m²/C²
• F ∝ q₁q₂ (àpapọ̀ àwọn ìdíyelé)
• F ∝ 1/r² (òfin ìlọ́po méjì alátakò)
• Ó ṣàlàyé ètò átọ́ọ̀mù, ìsopọ̀

Gbogbo ẹ̀rọ tí ó ń lo bátìrì ní ìwọ̀n agbára. Àwọn fóònù alágbèéká: 2500-5000 mAh. Àwọn kọ̀ǹpútà alágbèéká: 40-100 Wh. Àwọn báǹkì agbára: 10,000-30,000 mAh.

• iPhone 15: ~3,349 mAh @ 3.85V ≈ 13 Wh
• MacBook Pro: ~100 Wh (òpin ọkọ̀ òfuurufú)
• AirPods: ~500 mAh (àpapọ̀)
• Báǹkì agbára: 20,000 mAh @ 3.7V ≈ 74 Wh

Àwọn bátìrì EV ni a wọ̀n ní kWh (agbára), ṣùgbọ́n agbára jẹ́ kAh ní ìtóka iná àpò. Tesla Model 3: 75 kWh @ 350V = 214 Ah. Ó pọ̀ jù ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn fóònù!

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

Ìbò fìrífìrì, ìyapa iná, àwọn báǹkì kápásítọ̀, àwọn ètò UPS gbogbo wọn ní í ṣe pẹ̀lú àwọn ìyípadà ìdíyelé ńlá. UPS ilé-iṣẹ́: 100+ kAh agbára. Àwọn kápásítọ̀ gíga: farad (C/V).

• Ìbò fìrífìrì: 10-1000 Ah àwọn ìlànà
• UPS ilé-iṣẹ́: 100+ kAh àfikún
• Kápásítọ̀ gíga: 3000 F = 3000 C/V
• Ìtànná àrá: ~15 C tó wọ́pọ̀

Fúnpọ̀ mAh pẹ̀lú 3.6 láti gba coulomb. 1000 mAh = 3600 C.

• 1 mAh = 3.6 C (gangan)
• 1 Ah = 3600 C
• Yára: mAh × 3.6 → C
• Àpẹẹrẹ: 3000 mAh = 10,800 C

Pín mAh pẹ̀lú ~270 fún Wh ní ìtóka iná Li-ion 3.7V.

• Wh = mAh × V ÷ 1000
• Ní 3.7V: Wh ≈ mAh ÷ 270
• 3000 mAh @ 3.7V = 11.1 Wh
• Ìtóka iná ṣe pàtàkì fún agbára!

Àkókò ìlò (h) = Bátìrì (mAh) ÷ Ìṣàn Iná (mA). 3000 mAh ní 300 mA = wákàtí 10.

• Àkókò ìlò = Agbára ÷ Ìṣàn Iná
• 3000 mAh ÷ 300 mA = 10 h
• Ìṣàn iná gíga = àkókò ìlò kúrú
• Àwọn àdánù ìṣe: rétí 80-90%

Bátìrì 3500 mAh. Ètò ìlò ń lo 350 mA. Yóò gbà tó àkókò wo kí ó tó kú?

Àkókò ìlò = Agbára ÷ Ìṣàn Iná = 3500 ÷ 350 = wákàtí 10 (ìdánwò). Gidi: ~8-9h (àwọn àdánù ìṣe).

Báǹkì agbára 20,000 mAh. Gba fóònù 3,000 mAh jájárá. Ìgbà mélòó ni yóò kún?

Ṣe ìṣirò fún ìṣe (~80%): 20,000 × 0.8 = 16,000 tó wúlò. 16,000 ÷ 3,000 = ìgbà 5.3.

Fi mọ́ọ̀lù bàbà kan sílẹ̀ (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu). Coulomb mélòó?

mọ́ọ̀lù e⁻ 2 fún mọ́ọ̀lù Cu kan. 2 × F = 2 × 96,485 = 192,970 C ≈ 53.6 Ah.

Ara rẹ ní ~10²⁸ púlótọ́ọ̀nù àti iye onina kan náà. Bí o bá sọ 0.01% àwọn onina nù, ìwọ yóò mọ̀ ìtakò 10⁹ newton lára—tó láti wó àwọn ilé!

Ìtànná àrá: ìdíyelé ~15 C nìkan, ṣùgbọ́n fóòtì bílíọ̀nù 1! Agbára = Q×V, nítorí náà 15 C × 10⁹ V = 15 GJ. Ìyẹn jẹ́ 4.2 MWh—ó lè pèsè iná fún ilé rẹ fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ oṣù!

Àfihàn ìmọ̀-ìjìnlẹ̀ àbáláyé máa ń kọ́ ìdíyelé dé ọ̀pọ̀ mílíọ̀nù fóòtì. Iye ìdíyelé? ~10 µC nìkan. Ó bani lẹ́rù ṣùgbọ́n ó láìléwu—ìṣàn iná kékeré. Ìtóka iná ≠ ewu, ìṣàn iná ló ń pa ènìyàn.

Bátìrì ọkọ̀: 60 Ah = 216,000 C, ó máa ń tú jáde láàárín ọ̀pọ̀ wákàtí. Kápásítọ̀ gíga: 3000 F = 3000 C/V, ó máa ń tú jáde láàárín ìṣẹ́jú àáyá díẹ̀. Ìpọ́njú agbára vs Ìpọ́njú agbára.

1909: Millikan wọn ìdíyelé alákọ̀ọ́bẹ̀rẹ̀ nípa wíwo àwọn omi òróró onídíyelé tí wọ́n ń já bọ́. Ó rí pé e = 1.592×10⁻¹⁹ C (òde òní: 1.602). Ó gba Ebun Nobel ní 1923.

Pínpín ìdíyelé onina sí ìwọ̀nba jẹ́ pípé tó bẹ́ẹ̀ gẹ́ẹ́, wọ́n ń lò ó láti ṣàlàyé ìlànà ìdènà. Pípé: apá kan nínú 10⁹. Àwọn ìdúróṣinṣin ìpìlẹ̀ ló ń ṣàlàyé gbogbo ìwọ̀n láti ọdún 2019.

mAh máa ń wọn ìdíyelé (iye onina). Wh máa ń wọn agbára (ìdíyelé × ìtóka iná). mAh kan náà ní àwọn ìtóka iná ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ = agbára ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀. Lo Wh láti fi àwọn bátìrì wé ní àwọn ìtóka iná ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀. Wh = mAh × V ÷ 1000.

Agbára tí a wọ̀n jẹ́ ìpìlẹ̀, kì í ṣe lílò. Li-ion: tú jáde láti 4.2V (kún) sí 3.0V (òfo), ṣùgbọ́n dídúró ní 20% máa ń pa ìgbé ayé mọ́. Àwọn àdánù ìyípadà, ooru, àti ọjọ́ ogbó máa ń dín agbára tó wúlò kù. Rétí 80-90% ti èyí tí a wọ̀n.

Kì í ṣe ìpín agbára lásán. Báǹkì agbára 20,000 mAh: ~70-80% ìṣe (ìyípadà ìtóka iná, ooru). Tó wúlò: 16,000 mAh. Fún fóònù 3,000 mAh: 16,000 ÷ 3,000 ≈ ìgbà 5. Ayé gidi: 4-5.

Ìdíyelé alákọ̀ọ́bẹ̀rẹ̀ (e = 1.602×10⁻¹⁹ C) ni ìdíyelé púlótọ́ọ̀nù kan tàbí onina kan. Gbogbo ìdíyelé ni a pín sí ìwọ̀nba ní àwọn ìlọ́po e. Ó ṣe pàtàkì fún ẹ̀kọ́ ìmọ̀-ìjìnlẹ̀ kuáńtọ̀mù, ó ń ṣàlàyé ìdúróṣinṣin ètò fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́. Láti ọdún 2019, e jẹ́ gangan nípa ìtumọ̀.

Bẹ́ẹ̀ ni! Ìdíyelé àìdára túmọ̀ sí àpọ̀jù àwọn onina, dídára túmọ̀ sí àìtó. Iye ìdíyelé jẹ́ aljẹ́bírà (a lè pa á rẹ́). Àwọn onina: -e. Àwọn púlótọ́ọ̀nù: +e. Àwọn nǹkan: ní gbogbo ìgbà ó fẹ́rẹ̀ jẹ́ aláìsí ìdíyelé (iye + àti - dọ́gba). Àwọn ìdíyelé kan náà máa ń ta ara wọn nù, àwọn ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ máa ń fa ara wọn mọ́ra.

Li-ion: àwọn ìyípadà kẹ́míkà máa ń ba àwọn ohun èlò oníná jẹ́ díẹ̀díẹ̀. Gbogbo ìgbà ìgbàjájárá máa ń fa àwọn ìyípadà kékeré tí kò lè yí padà. Ìtújáde jìn (<20%), ìwọ̀n ooru gíga, ìgbàjájárá yára máa ń mú kí ó gbó kíákíá. Àwọn bátìrì òde òní: 500-1000 ìgbà ìlò sí 80% agbára.