库仑
SI 导出单位 · 量：电荷
01 · 定义
库仑把一个带电小球吊在细丝上，靠扭转的角度量出了排斥力。支撑起整个静电学的定律就是这样找到的。
一库仑，是一安培的电流在一秒钟里通过导线的电荷。对静电来说这极多，对电网来说又极少：一道闪电搬运几十库仑，而化纤毛衣放出的那一下只有几个微库仑。手机电池存下大约一万一千库仑，只是习惯上要按毫安时来数。2019 年起，这条链子掉了个头：元电荷被定为精确的数，一库仑如今正好是 6 241 509 074 460 762 607.776 个元电荷。
在头发上蹭过的梳子带的电荷约莫十分之一微库仑；走过地毯的人大约一微库仑，这就够跳出一厘米长的火花。一朵雷雨云的电荷能到几十库仑，而一次闪电放电搬运五到三十库仑。验电器所显示的一切都落在这个单位的十亿分之一上：电荷之间的力按距离的平方反比变化，涨得如此之快，以至于远在积起任何值得一提的量之前，物体就已经把彼此推开了。
02 · 换算
输入电荷——档案会把它摊开到各个单位
安时是同一个电荷，只是把秒换成了小时：系数正好 3600。法拉第是一摩尔电子的电荷，电化学的单位。
法拉第把电和化学系在一起：要在电极上析出一摩尔一价物质，需要通过 96 485 库仑。由此，法拉第常数就是电子电荷乘以阿伏伽德罗数，而 2019 年起两个因子都是精确的——所以它本身也是精确的。整个电镀行业都立在这条定律上：镀层的厚度按通过的电荷来算，而不是按时间或电压。
| 单位 | 名称 | 数值 | 常见于何处 |
|---|---|---|---|
| C | 库仑，SI 单位 | 1 | 物理、电工 |
| mC | 毫库仑 | 1000 | 闪光灯、除颤器 |
| µC | 微库仑 | 1000000 | 静电 |
| nC | 纳库仑 | 1·10⁹ | 静电学、尘粒 |
| A·h | 安时 | 2.778·10⁻⁴ | 蓄电池、电池 |
| mA·h | 毫安时 | 0.2778 | 手机、笔记本电脑 |
| statC | 富兰克林，CGS-静电制 | 2.998·10⁹ | 较早的理论物理 |
| abC | 阿库仑，CGS-电磁制 | 0.1 | 电磁 CGS |
| 法拉第 | 一摩尔电子的电荷 | 1.036·10⁻⁵ | 电化学、电镀 |
| e | 元电荷 | 6.242·10¹⁸ | 原子与核物理 |
| A·h | 安时 | 2.778·10⁻⁴ | 能源技术、蓄电池 |
| C | 库仑 | 1 | 本档案的出发单位 |
安时是同一个电荷，只是把秒换成了小时：系数正好 3600。法拉第是一摩尔电子的电荷，电化学的单位。
03 · 数量级
从电子到雷雨云一库仑：一安培持续一秒
04 · 测量仪器
用什么测量电荷
公共杆上的电荷越多，两片金箔张得越开。仪器显示的是电位，电荷要乘上已知的电容才得到。它能捕捉皮库仑的零头，又不取电流——靠这一点从十八世纪活到今天。
一只电解池，通过的电荷在其中变成析出金属的质量。电极前后各称一次，按法拉第定律就得到电荷。慢，却是绝对的：结果不依赖任何电学基准。
库仑本人的仪器：横杆一端的带电小球被固定的那颗推开，细丝扭转，转过的角度给出力。一七八五年的平方反比定律就是这样立起来的——靠测量，不是靠猜想。
电池里的芯片不停地测分流电阻上的电流，再按时间累加，得出用掉的电荷。手机上的电量百分比看的正是这个量，而不是电压——只是误差会越积越多，充满时再清零。
05 · 书写规则
大写 C——但不是摄氏度
同一个符号在 SI 里被占用了两次：不带度号是电荷，带度号是温度。安时不是 SI 单位，但实践中获准使用；要用乘号点来写：A·h，不是 Ah，也不是 A/h。电荷这个量的符号是斜体 Q，单位的符号是正体 C：在 Q = 4.5 C 中，斜体与正体分开了两种含义。俄文符号是 Кл。电荷可以是负的，正负号是数值的一部分：电子是 −1.6·10⁻¹⁹ C，质子是 +1.6·10⁻¹⁹ C，二者的绝对值分毫不差。
电荷这个量的符号是斜体 Q，单位的符号是正体 C：在 Q = 4.5 C 中，斜体与正体承担着区分。俄文符号是 Кл。安时要用居中的点或者符号之间的空格来写，绝不能连在一起：A·h，不是 Ah。单独的小写 c 是词头厘-，也是光速的符号，与电荷毫无关系。
06 · 相邻单位
库仑站在电流和电压之间：电流是每秒的电荷，电容是每伏的电荷。两条关系一行就写得下。
在 Simetrium 的档案中 紧挨着库仑的是 安培，库仑正是它每秒的电荷， 法拉 和 伏特 出自同一个公式的 安时 作为同一电荷的日常量度，还有 摩尔，电荷经由它与物质的量相连。
07 · 历史部分
先学会数、后才弄懂的电荷
夏尔·库仑把横杆吊在一根细银丝上，靠扭转的角度量出带电小球之间的力。与距离平方成反比这一点是从实验里出来的，尽管此前也有人猜到过。
国际电学家大会一口气给好几个单位起了名：伏特、安培、欧姆、库仑和法拉都在同一年出现。电荷是通过电流来定义的，而不是反过来——测电流更容易。
罗伯特·密立根用电场把带电的油滴悬住，发现它们的电荷都是同一个量的整数倍。电荷的分立性由此得证，元电荷的数值也找到了——因为空气黏度取错，差了半个百分点。国际库仑当年是用银库仑计定的：析出 1.118 毫克银所需的电荷。它与今天的值在第五位上分道扬镳。
安培改用固定的电子电荷来定义，库仑因此有了第二种精确的量度：整数个元电荷。安培那条靠导线之间作用力的老定义，随着不再精确的磁常数一同退场。
一个没有实物基准、也不需要基准的单位
电荷是存不住的：任何攒起来的库仑都会在几个钟头里，从绝缘层、从空气、从自身表面漏光。所以库仑从来没有过实物基准，将来也不会有——这个单位靠在一段时间里测电流来复现，2019 年起还多了一条路：数电子。单电子泵每一个节拍从量子点里送过一个电子：每秒十亿个节拍给出约一百六十皮安的电流，其精确程度是经典方法达不到的。用量子效应把伏特—安培—欧姆这个三角闭合，从第三条独立的路得到库仑，计量学家至今没有做到：分歧就在十亿分之一的量级上，而正是它们划定了今天电学测量精度的边界。
目录 · 计量单位
每个量都有一份档案
七个国际单位制基本单位、二十二个有专名的导出单位，以及工程和日常都离不开的非国际制单位。每个单位一页：定义、换算、仪器、书写规则。共 30 种语言。
有专名的 SI 导出单位
库仑档案已打开SI 基本单位
赭色者为安培与秒，库仑由它们构成其他单位制里的电荷
档案语言
30 种语言。符号 C 是国际通用的，日常用来量电荷的单位却不同：有的国家把电池容量标成毫安时，有的国家标成瓦时。