電荷換算器

為什麼需要電荷換算器？

在日常生活中，我們習慣看電池上的 mAh (毫安培小時)；但在高中物理課本裡，計算電力用的單位卻是 C (Coulomb/庫倫)。這造成了一個認知斷層：我們知道行動電源 10000mAh 很大，但卻不知道那代表多少電荷量。

這款 電荷換算器 就是為了連接「生活應用」與「科學計算」而生。無論您是想計算電池的總電荷量，還是正在寫物理作業需要換算基本電荷 ($e$)，這裡都能提供標準答案。

常見的電荷單位詳解

1. 庫倫 (Coulomb, C)

這是國際標準單位 (SI)。

• 定義： 1 安培的電流在 1 秒鐘內輸送的電量 ($Q = I \times t$)。

• 適用情境： 物理考試、電容器規格、科學研究。

2. 毫安培小時 (Milliampere-hour, mAh)

這是消費性電子產品最通用的單位。

• 定義： 能讓耗電 1 毫安培 (mA) 的設備持續運作 1 小時的電量。

• 適用情境： 手機電池 (約 3000~5000 mAh)、藍牙耳機、行動電源。

3. 安培小時 (Ampere-hour, Ah)

這是大容量電池的單位。

• 換算： 1 Ah = 1,000 mAh。

• 適用情境： 汽車電瓶 (約 45~60 Ah)、電動機車電池、UPS 不斷電系統。

如何應用電荷換算解決實際問題？

物理作業：電流與時間的計算

題目問：「一條導線通過 2 安培電流，持續 10 分鐘，請問流過的總電荷是多少庫倫？」

• 公式： $Q = I \times t$ (時間必須換成秒)。

• 計算：

  1. 時間換算：10 分鐘 = 600 秒。

  2. 計算電荷：2 A × 600 s = 1,200 C。

• 透過換算器，您可以快速驗證算出來的庫倫數值是否正確。

電池容量：mAh 轉 庫倫

為什麼物理學家不喜歡用 mAh？因為它不是標準單位。

• 換算公式：

  • 1 mAh = 0.001 A × 3600 s = 3.6 C。

  • 1 Ah = 1 A × 3600 s = 3,600 C。

• 實例： 一顆 5000 mAh 的手機電池，儲存了多少電荷？

  • 5000 × 3.6 = 18,000 庫倫。

  • 這代表它擁有相當驚人的電荷儲存能力。

微觀世界：基本電荷 (Elementary Charge)

化學或物理課常提到的「一個電子帶多少電？」

• 數值： 約 $1.602 \times 10^{-19}$ C。

• 應用： 當您在計算電解、離子數量或半導體物理時，常需要將庫倫換算成「有幾顆電子」。

常見問題 (People Also Ask)

Q1：1 Ah 等於多少 mAh？

1,000 mAh。

• 這就像 1 公升 = 1000 毫升一樣簡單。

• 汽車電瓶若標示 60 Ah，換算成手機常用的單位就是 60,000 mAh，相當於 12 顆 iPhone 電池的總和。

Q2：電荷 (mAh) 跟 能量 (Wh) 一樣嗎？

不一樣，這是最大的誤解！

• mAh (電荷)： 像水桶的底面積（容量）。

• Wh (能量)： 像水桶裡實際裝了多少水（做功的能力）。

• 關鍵差異： 必須乘上電壓 (V)。

  • 公式： Wh = mAh × V ÷ 1000。

  • 這就是為什麼行動電源雖然寫 10000mAh，但帶上飛機時海關是看 Wh (瓦時) 的原因。

Q3：為什麼電池要用 mAh 不用庫倫？

因為 「小時」 對人類來說比較直觀。

• 如果電池上寫「容量 18,000 庫倫」，您很難想像能用多久。

• 但如果寫「5000 mAh」，您就能估算：「我的手機待機耗電 50 mA，所以理論上可以待機 100 小時。」

Q4：法拉第 (Faraday) 是什麼單位？

這是化學電解常用的單位。

• 定義： 1 莫耳 (Mole) 電子所帶的電量。

• 換算： 1 法拉第常數 ($F$) ≈ 96,485 C。

• 這在計算電鍍金屬需要多少電量時非常重要。