Muatan listrik muncul dalam satuan yang sangat berbeda tergantung pada bidangnya: fisikawan menggunakan coulomb secara default, lembar data baterai menggunakan amp-jam dan miliamp-jam, dan ahli kimia menggunakan faraday. Semuanya mengukur kuantitas dasar yang sama — hanya saja skalanya berbeda demi kenyamanan. Artikel ini menjelaskan bagaimana setiap satuan berhubungan dengan coulomb, mengapa faktor skalanya demikian, dan kapan Anda akan mencapai masing-masing satuan tersebut.
Coulomb adalah benang merahnya
Setiap satuan muatan dalam konverter ini direduksi menjadi kelipatan coulomb, satuan dasar SI. Coulomb didefinisikan sebagai muatan yang diangkut oleh arus stabil 1 ampere dalam 1 detik, yang berarti muatan dan arus terhubung langsung: muatan (C) = arus (A) × waktu (s). Amp-jam dan miliamp-jam sebenarnya merupakan hubungan yang sama yang diukur dalam jam, bukan detik, itulah sebabnya 1 Ah menghasilkan tepat 3.600 C (3.600 detik dalam satu jam) dan 1 mAh menghasilkan 3,6 C. Setelah setiap unit dinyatakan dalam coulomb, konversi antara pasangan apa pun — misalnya, mAh langsung ke faraday — adalah satu langkah kalikan lalu bagi melalui basis umum tersebut.
Mengapa peringkat baterai menggunakan Ah dan mAh, bukan coulomb
Baterai ponsel pada umumnya mampu menampung daya sebesar 18.000 coulomb, namun produsen malah mencetak '5.000 mAh' pada labelnya. Itu adalah pilihan kegunaan: miliamp-jam mendeskripsikan kapasitas dalam istilah yang dapat langsung dibandingkan dengan kecepatan pengisian daya (pengisi daya 2 A mengisi baterai 5.000 mAh dalam waktu sekitar 2,5 jam) atau penggunaan daya perangkat, tanpa mengharuskan siapa pun melakukan aritmatika dengan angka coulomb empat atau lima digit. Keuntungannya adalah mAh dan Ah hanya mengukur daya, bukan energi — mengonversi ke watt-jam (yang ditangani oleh Konverter Kapasitas Baterai) memerlukan mengetahui voltase paket juga.
Faraday dan muatan dasar: kimia dan fisika berakhir
Ahli kimia yang mempelajari elektrolisis menggunakan faraday karena ia secara langsung mengikat muatan ke mol elektron yang ditransfer, yang merupakan besaran yang muncul dalam hukum elektrolisis Faraday (jumlah zat yang diendapkan atau dibebaskan pada elektroda sebanding dengan muatan yang dilewatkan, diukur dalam faraday). Sebaliknya, fisikawan yang bekerja pada tingkat partikel individu menggunakan muatan dasar – muatan pada satu proton atau elektron – karena ini adalah satuan muatan terkecil yang ada di alam. Sejak redefinisi SI 2019, muatan dasar adalah konstanta yang didefinisikan secara tepat (1,602176634 × 10⁻¹&sup9; C) dan bukan nilai yang diukur secara eksperimental, yang juga membuat coulomb itu sendiri dapat didefinisikan secara formal dalam bentuk muatan dasar.