電荷換算
國際單位制(SI)
免費線上電荷(電荷量)單位換算工具,支援庫侖(C)、毫庫侖(mC)、微庫侖(μC/uC)、奈庫侖(nC) 4個SI國際單位雙向即時換算,相鄰單位進率1000(1 C = 1000 mC = 10⁶ μC = 10⁹ nC)。輸入任一數值立即得到所有單位換算結果,一鍵交換來源目標單位,所有計算在瀏覽器本地完成,不上傳資料。
免費線上電荷(電荷量)單位換算工具,支援庫侖(C)、毫庫侖(mC)、微庫侖(μC/uC)、奈庫侖(nC) 4個SI國際單位雙向即時換算,相鄰單位進率1000(1 C = 1000 mC = 10⁶ μC = 10⁹ nC)。輸入任一數值立即得到所有單位換算結果,一鍵交換來源目標單位,所有計算在瀏覽器本地完成,不上傳資料。
C→mC→μC→nC 每級×1000(小數點右移3位),反向÷1000(小數點左移3位),養成心算習慣快速發現輸入錯誤
Q=I·t,Q=C·U,見到資料先確認物理量再決定是否需要乘時間/電壓轉換
當數值<1μC或>1kC時,用科學記號(如1.6×10⁻¹⁹C)比一長串零更清晰,本工具自動切換顯示,手寫計算也建議遵循
不同來源資料可能混用mC/μC/nC,先全部換算到同一單位(如都換成μC或都換成C)再比較大小,避免數量級誤判
計算Q=CU、W=½Q²/C、F=kq₁q₂/r²等公式時,務必先把mC/μC/nC換算成C再代入,否則結果差好幾個數量級
對初學者來說"1庫侖多大"很抽象,搭配閃電(~10C)、電池(~10kC)、人體靜電(~1μC)、電子(~10⁻¹⁹C)等參照點講解
雖然能量小,但電壓高,足以損壞CMOS晶片,設計PCB、焊接敏感元件時必須做好防靜電接地
1mAh = 3.6C,1Ah = 3600C,這是固定換算(因為1h=3600s),記住後可以快速評估儲能大小
電荷量的SI基本單位是庫侖(C),各詞頭單位以1000為進率:1 C = 1,000 mC(毫庫侖)= 1,000,000 μC(微庫侖)= 1,000,000,000 nC(奈庫侖)。相鄰單位差10³倍:1 mC = 1000 μC,1 μC = 1000 nC。即 C → mC → μC → nC 向右×1000,向左÷1000,是標準的SI千進位。
兩者都是電荷量的度量,只是單位不同。根據電流定義 Q = I × t(電荷量=電流×時間):1 C = 1 A·s(1安培電流持續1秒流過的電荷),因此 1 Ah = 1 A × 3600 s = 3600 C。一部 3000 mAh 的手機電池充飽電可儲存約 3×3600 = 10,800 C 電荷。本工具專注於SI電荷單位(C/mC/μC/nC)換算,如需Ah↔C換算可手動乘除3600。
基本電荷 e ≈ 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C(2019年SI新定義精確值),是一個電子(帶-e)或一個質子(帶+e)所帶的電荷量,是量子化的最小自由電荷單位。1庫侖約等於 6.2415 × 10¹⁸ 個電子的總電荷。本工具聚焦SI工程單位,基本電荷作為物理常量供參考,如需 e ↔ nC 換算可手動乘以/除以 1.602×10⁻¹⁰ nC/e。
電容儲存的電荷量 Q = C × U(電容×電壓),其中Q單位C(庫侖),C單位F(法拉),U單位V(伏特)。例如100μF電容充到10V時,儲存電荷 Q = 100×10⁻⁶ F × 10 V = 10⁻³ C = 1 mC = 1000 μC。本工具可幫你把Q的結果在C/mC/μC/nC之間快速換算,搭配電容換算工具使用更方便。
日常生活中常見靜電量級:人體在乾燥環境走動可帶 0.1~1 μC(100~1000 nC)電荷,放電時雖然電壓可達幾千到幾萬伏,但總能量低(毫焦耳級)通常不傷人,但足以打壞CMOS晶片(ESD敏感元件損壞閾值可低至 100 nC 以下或100V HBM);脫毛衣時看到的火花約幾μC;一次閃電約10~20 C,是非常大的電荷量。電路設計中ESD防護TVS二極體、壓敏電阻等選型涉及這些量級。
法拉第常數 F = 96,485.3321 C/mol(2019年SI定義精確值),表示1莫耳電子(亞佛加厥常數 NA 個電子)所帶的總電荷量,F = NA × e ≈ 6.022×10²³ × 1.602×10⁻¹⁹ ≈ 96485 C/mol。電解定律:析出物質質量 m = (Q × M) / (z × F),其中Q為通過的電荷量(C),M為莫耳質量,z為電荷數。電鍍、電解水、電池充放電計算都要用此常數,本工具可先把電流×時間算出的Q統一到C再代入。
電流的定義就是單位時間通過導體橫截面的電荷量:I = Q / t,因此 Q = I × t。1安培表示每秒流過1庫侖電荷(1 A = 1 C/s)。例如給電池充電:2A充電1小時(3600秒),通過電荷 Q = 2 × 3600 = 7200 C = 7.2 kC。本工具可把計算得到的C進一步換算為mC/μC/nC便於閱讀。
μ 是希臘字母 Mu,標準英文鍵盤上沒有這個鍵,早期電子電路模擬軟體(SPICE)、C語言程式設計、ASCII序列埠除錯、網版印刷等不方便輸入μ,於是電子工程業界普遍用英文字母 u 代替 μ(u發音接近μ),uC = μC 是約定俗成的寫法(如 10uC = 10μC)。部分老文獻用 mc、microcoulomb 等寫法,現在標準推薦用 μC 或 uC。
電荷量是SI國際單位制物理量,所有詞頭(m、μ、n、p)嚴格按10的冪次定義(10⁻³、10⁻⁶、10⁻⁹、10⁻¹²),進率是1000。只有電腦儲存(位元組B)才存在1024的二進位換算(1KB=1024B),物理量單位都嚴格按1000。因此電荷、電壓、電流、電容、電阻、頻率、功率等電學單位換算都是1000進率,本工具嚴格按SI詞頭定義計算,無誤差。
本工具目前涵蓋 C/mC/μC/nC 四檔最常用的SI電荷單位。如需pC(皮庫侖,10⁻¹² C),可利用千進位關係手動換算:1 nC = 1000 pC,1 pC = 0.001 nC,即 nC 值 × 1000 = pC 值。物理學中基本電荷 e ≈ 1.602×10⁻¹⁹ C = 1.602×10⁻⁷ nC = 1.602×10⁻⁴ pC,屬於亞pC量級(粒子物理、核輻射偵測器領域)。
換算使用JavaScript雙精度浮點數(IEEE 754,約15-17位有效數字),因子按SI精確定義(1mC=10⁻³C,1μC=10⁻⁶C,1nC=10⁻⁹C),相對誤差在10⁻¹²量級,遠高於工程和物理實驗精度需求。當結果絕對值小於0.0001或大於10000時自動用上標科學記號(如 1.60×10⁻¹⁹ 表示0.0000000000000000001602),內部仍是完整數值,只是顯示最佳化。
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