Coulomb
I 1785 hængte Charles Coulomb en let arm med en lille kugle af hyldemarv op i en sølvtråd. Ved siden af fastgjorde han endnu en kugle af samme slags og ladede dem begge. Kuglerne frastødte hinanden, og tråden blev vredet. Coulomb drejede trådens hoved og så efter, hvor mange grader tråden skulle vrides for at halvere afstanden mellem kuglerne. Det blev fire gange så meget.
Sådan viste han, at kraften mellem ladninger aftager med kvadratet på afstanden. I 1881 fik ladningsenheden hans navn. Én coulomb er den ladning, som en strøm på én ampere fører med sig på et sekund, omkring 6,24·10¹⁸ elektroner. Et telefonbatteri rummer omkring 14 000 coulomb, og et lyn fører omkring tyve med sig.
| Betegnelse | C |
| Definition | amperesekund · A·s · præcis 1/e elementarladninger |
| Referenceværdier | e — 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · faraday — 96 485 C |
| Indført | 1881, Den Internationale Elektrikerkongres · i SI siden 1960 |
| Standarder | ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiske værdier | 1 µC — gnist fra en finger · 20 C — lyn · 14 400 C — telefonbatteri |
01 · Definition
En ampere i et sekund
Ladningen Q er elektricitetsmængden. Løber der en strøm på én ampere i en ledning, passerer én coulomb dens tværsnit hvert sekund. Ladning kan være positiv eller negativ. Ens ladninger frastøder hinanden, modsatte tiltrækker hinanden.
Ladning opstår ikke af ingenting og forsvinder ikke. Når man gnider rav med uld, flytter elektroner sig blot fra det ene legeme til det andet. Ethvert legemes ladning er et multiplum af elektronens ladning e. Siden 2019 har tallet været eksakt: 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C.
Hvor er der flest coulomb: i et lyn eller i en telefon
Til venstre to beholdere, der fyldes med ladning på en logaritmisk skala: hver skalastreg er tusind gange mere. De blå prikker er elektroner. Til højre viser røde søjler energien i den samme ladning, også logaritmisk. Energi er ladning gange spænding, så søjlerne og beholderne kan pege i hver sin retning. Vælg, hvad du vil sammenligne.
På batterier angives ladningen i amperetimer: en strøm på én ampere fører 3600 C med sig på en time. Et telefonbatteri på 4000 mAh rummer 14 400 C. Energien får man ved at gange ladningen med spændingen: 14 400 C ved 3,85 V er omkring 55 kJ, eller 15 Wh.
Halv afstand — fire gange kraften
Til venstre vægten fra siden: en glascylinder, en arm med en kugle, der hænger i en sølvtråd, og ved siden af en anden, fastgjort kugle. I midten den samme cylinder ovenfra med en gradskala på væggen. Den røde pil er den kraft, hvormed ladningerne frastøder kuglen, den messingfarvede er trådens kraft, der trækker den tilbage. Til højre trådens hoved: drejer man det, vrides tråden hårdere, og kuglerne nærmer sig hinanden. Nederst til højre noteres målingerne: vinklen mellem kuglerne og trådens samlede vridning. Firkanterne er tallene fra Coulombs rapport.
Kuglerne er ladede og frastøder hinanden. Drej trådens hoved.
02 · Omregning
| Enhed | Værdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
En faraday er ladningen af et mol elektroner, 96 485 C. Så meget skal der til for at udfælde 108 g sølv af en opløsning.
Et batteri på 4000 mAh rummer 14 400 C, men ved 3,85 V er det kun omkring 15 Wh energi.
CGS-systemets statcoulomb er omkring tre timilliardtedele af en coulomb.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheder
07 · Historisk afsnit
Siden 2019 har SI fastlagt værdien af elementarladningen: præcis 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Ampere er nu en strøm af sådanne ladninger pr. sekund, og én coulomb rummer præcis 1/e elementarladninger, omkring 6,24·10¹⁸.
Tidligere blev ampere defineret ud fra kraften mellem ledere og endnu tidligere ud fra sølv. I 1908 udfældede den „internationale ampere“ 1,118 mg sølv pr. sekund af en opløsning, så hver coulomb gav 1,118 mg. I dag kan ladning tælles stykvis: en enkeltelektronpumpe flytter elektroner én ad gangen med en fastsat frekvens.
Katalog over størrelser
hele registret →SI-systemets syv grundenheder
En dråbe syre ændrer saftens farve, salt farver flammen, vand fryser ved et bank. Under dem alle Simetriums ark, efter fagområde og alfabetisk.
Åbn registret →