Kirjainkoko

Iso C, Coulombin mukaan. Nimi kirjoitetaan pienellä: coulombi. Etuliitteen kanssa: µC, nC, kC.

Älä sekoita

C on coulombi, °C celsiusaste ja F faradi. Myös ampeeritunti A·h on varauksen yksikkö: 1 A·h = 3600 C.

Laatassa C-kirjain on Coulombin vääntövaa'an lasisylinteri ylhäältä nähtynä. Kirjaimen rakoon on kiinnitetty varattu pallo, ja langasta riippuu varsi, jonka päässä on toinen pallo. Pallot hylkivät toisiaan, varsi heilahtaa ja pysähtyy 36°:n merkin kohdalle, ja messinkinen osoitin liukuu asteikkoa pitkin sinne asti. Ylhäällä näkyy vääntönuppi, jolla lankaa kierretään. Kirjainta pitkin juoksee elektroneja, ja alhaalla laskuri laskee 6,24·10¹⁸ elektronia — yhden coulombin.

Yksikön passi · sähkövaraus

Coulombi

Johdettu SI-yksikkö · suure: sähkövaraus, sähkömäärä

Vuonna 1785 Charles Coulomb ripusti hopealankaan kevyen varren, jonka päässä oli seljanytimestä tehty pallo. Sen viereen hän kiinnitti toisen samanlaisen pallon ja varasi molemmat. Pallot hylkivät toisiaan, ja lanka kiertyi. Coulomb käänsi vääntönuppia ja katsoi, kuinka monta astetta lankaa piti kiertää, jotta pallojen välimatka puolittuisi. Kiertoa tarvittiin nelinkertaisesti.

Näin hän osoitti, että varausten välinen voima on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön. Varauksen yksikkö nimettiin hänen mukaansa vuonna 1881. Yksi coulombi on varaus, jonka yhden ampeerin virta siirtää sekunnissa, noin 6,24·10¹⁸ elektronia. Puhelimen akkuun mahtuu noin 14 000 coulombia, ja salama siirtää noin kaksikymmentä.

Merkintä	C
Määritelmä	ampeerisekunti · A·s · tasan 1/e alkeisvarausta
Vertailuarvot	e — 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · faraday — 96 485 C
Otettiin käyttöön	1881, kansainvälinen sähkökongressi · SI:ssä vuodesta 1960
Standardit	ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed.
Tyypillisiä arvoja	1 µC — kipinä sormesta · 20 C — salama · 14 400 C — puhelimen akku

Muunnoksiin Leidenin pulloon

01 · Määritelmä

Ampeeri sekunnin ajan

Varaus Q on sähkön määrä. Kun johdossa kulkee yhden ampeerin virta, sen poikkipinnan läpi kulkee joka sekunti yksi coulombi. Varaus voi olla positiivinen tai negatiivinen. Samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan, erimerkkiset vetävät toisiaan puoleensa.

Varausta ei synny tyhjästä, eikä se katoa. Kun meripihkaa hangataan villaan, elektronit vain siirtyvät kappaleesta toiseen. Jokaisen kappaleen varaus on elektronin varauksen e monikerta. Vuodesta 2019 lähtien tämä luku on ollut tarkka: 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C.

Q, q — varaus, C · I — virta, A · t — aika, s · F — voima, N · r — etäisyys, m · k — 8,99·10⁹ N·m²/C² · e — alkeisvaraus

Ulottuvuus

T I

aika kerrottuna virralla

Yhdessä coulombissa

6,24·10¹⁸ e

alkeisvarausta

Ampeeritunti

3600 C

akkujen yksikkö

Interaktiivinen · varaus ja energia samassa vertailussa

Kummassa on enemmän coulombeja: salamassa vai puhelimessa

Vasemmalla on kaksi astiaa, jotka täyttyvät varauksella logaritmisella asteikolla: jokainen jakoväli on tuhatkertainen edelliseen nähden. Siniset pisteet ovat elektroneja. Oikealla punaiset palkit näyttävät saman varauksen energian, nekin logaritmisesti. Energia on varaus kerrottuna jännitteellä, joten palkit ja astiat voivat kertoa eri asiaa. Valitse, mitä verrataan.

vasemmalla: varaus, C, logaritminenoikealla: energia, J, logaritminen

Varaus A

Varaus B

Energia

Coulombi ja ampeeritunti

Akuissa varaus ilmoitetaan ampeeritunteina: yhden ampeerin virta siirtää tunnissa 3600 C. 4000 mAh:n puhelinakkuun mahtuu 14 400 C. Energia saadaan kertomalla varaus jännitteellä: 14 400 C jännitteellä 3,85 V on noin 55 kJ eli 15 Wh.

Interaktiivinen · Coulombin vääntövaaka, 1785

Puolet lähempänä — neljä kertaa voimakkaampi

Vasemmalla on vaaka sivulta: lasisylinteri, hopealangasta riippuva varsi palloineen ja sen vieressä kiinteä toinen pallo. Keskellä on sama sylinteri ylhäältä, ja sen seinässä on asteasteikko. Punainen nuoli on voima, jolla varaukset työntävät palloa poispäin, messinginvärinen nuoli langan voima, joka vetää sitä takaisin. Oikealla on vääntönuppi: kun sitä käännetään, lanka kiertyy tiukemmalle ja pallot lähestyvät toisiaan. Oikealle alas kirjataan mittaukset: pallojen välinen kulma ja langan kokonaiskierto. Neliöt ovat Coulombin raportin lukuja.

vasemmalla: sivukuva · keskellä: yläkuva, kulma, °oikealla: vääntönuppi ja mittaukset · kierto, °

Vääntönuppi · ψ

Pallojen varaukset

Ilma ja kirjaukset

Pallojen välinen kulma

—

Langan kierto

—

Etäisyys

—

—

Voima

—

—

Varaukset

—

Pallot ovat varattuja ja hylkivät toisiaan. Käännä vääntönuppia.

02 · Muunnos

Coulombeina

Yksikkö	Arvo	Missä esiintyy
{n}	{v}	{note}

Faraday on elektronimoolin varaus, 96 485 C. Sen verran tarvitaan, jotta liuoksesta saostuu 108 g hopeaa.

4000 mAh:n akkuun mahtuu 14 400 C, mutta jännitteellä 3,85 V se on energiana vain noin 15 Wh.

CGS-järjestelmän statcoulombi on noin kolme kymmenesmiljardisosaa coulombista.

03 · Suuruusluokat

Varaus 10⁻²⁰ … 10⁶ C, logaritminen asteikko

04 · Mittalaitteet

vääntövaaka

Varattujen pallojen välinen voima kiertää ohutta lankaa. Kiertokulman perusteella verrataan voimia ja siis myös varauksia.

elektroskooppi

Varaus valuu pallosta kahteen kultalehteen. Lehdet varautuvat samanmerkkisesti ja erkanevat sitä enemmän, mitä suurempi varaus on.

Faradayn kuppi

Varattu kappale lasketaan metalliastiaan. Koko sen varaus siirtyy astiaan, ja elektrometri näyttää sen nanocoulombeina.

hopeacoulometri

Virta saostaa hopeaa katodille. Jokainen coulombi tuottaa 1,118 mg metallia, ja varaus saadaan selville punnitsemalla katodi ennen koetta ja sen jälkeen.

05 · Kirjoitussäännöt

Oikein

5 C, 2 µC, 14 400 C — välilyönti, iso C

akun kapasiteetti 4000 mA·h tai 4000 mAh

elektronin varaus −e, protonin +e

1 A·h on 3600 C

Väärin

5c, 5 Cl, 5 Кл kansainvälisessä tekstissä

4000 mAH, 4000 maH

5 F varauksesta — F on faradi, kapasitanssin yksikkö

”15 kWh:n akku”, vaikka tarkoitetaan 15 Wh — energia ja varaus menevät sekaisin etuliitteiden mukana

06 · Naapuriyksiköt

07 · Historiallinen osa

Leidenin pullo · 1746

Metrologinen huomautus

Vuodesta 2019 lähtien alkeisvarauksen arvo on kiinnitetty SI:ssä: tasan 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Ampeeri on nyt tällaisten varausten virta sekunnissa, ja yhdessä coulombissa on tasan 1/e alkeisvarausta, noin 6,24·10¹⁸.

Aiemmin ampeeri määriteltiin johtimien välisen voiman avulla ja sitä ennen hopean avulla. Vuonna 1908 ”kansainvälinen ampeeri” saosti liuoksesta 1,118 mg hopeaa sekunnissa, eli jokainen coulombi tuotti 1,118 mg. Nykyään varauksen voi laskea kappale kerrallaan: yksielektronipumppu siirtää elektroneja yksi kerrallaan annetulla taajuudella.

Millikanin pisara · 1909

Suureluettelo

koko hakemisto →

perusta · 7 yksikköä

SI-järjestelmän seitsemän perusyksikköä

Hakemisto · kaikki suureet yhdellä sivulla

Laboratorio hakemiston sisäänkäynnillä

Happotippa muuttaa mehun värin, suola värjää liekin, vesi jäätyy koputuksesta. Niiden alla kaikki Simetriumin lehdet aloittain ja aakkosittain.

Avaa hakemisto →

08 · Sinun kielesi

jokainen linkki vie oikealle kielisivulle

Lue omalla kielelläsi

käännetty ja oikoluetturaakakäännösjonossa