Coulomb
Charles Coulomb 1785-ben ezüstszálra függesztett egy könnyű kart, rajta bodzabélből készült golyóval. Mellé egy másik ugyanilyen golyót rögzített, és mindkettőt feltöltötte. A golyók eltaszították egymást, a szál megcsavarodott. Coulomb forgatta a torziós fejet, és figyelte, hány fokkal kell megcsavarni a szálat ahhoz, hogy a golyók távolsága a felére csökkenjen. Négyszer annyi kellett.
Így mutatta ki, hogy a töltések közötti erő a távolság négyzetével csökken. A töltés egységét 1881-ben nevezték el róla. Egy coulomb az a töltés, amelyet egy amper erősségű áram egy másodperc alatt szállít, körülbelül 6,24·10¹⁸ elektron. Egy telefon akkumulátora mintegy 14 000 coulombot tárol, egy villám pedig körülbelül húszat szállít.
| Jelölés | C |
| Meghatározás | amperszekundum · A·s · pontosan 1/e elemi töltés |
| Viszonyítási értékek | e — 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · faraday — 96 485 C |
| Bevezetve | 1881, Nemzetközi Elektrotechnikai Kongresszus · az SI-ben 1960 óta |
| Szabványok | ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Jellemző értékek | 1 µC — szikra az ujjról · 20 C — villám · 14 400 C — telefonakkumulátor |
01 · Meghatározás
Egy amper egy másodpercig
A Q töltés a villamosság mennyisége. Ha egy vezetékben egy amper erősségű áram folyik, a keresztmetszetén másodpercenként egy coulomb halad át. A töltés lehet pozitív vagy negatív. Az azonos előjelű töltések taszítják, az ellentétesek vonzzák egymást.
Töltés nem keletkezik a semmiből, és nem is vész el. Amikor borostyánt dörzsölünk gyapjúval, az elektronok csak átkerülnek egyik testről a másikra. Bármely test töltése az elektron e töltésének többszöröse. 2019 óta ez a szám pontos: 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C.
Hol van több coulomb: a villámban vagy a telefonban
Balra két edény látható, amelyek logaritmikus skálán telnek meg töltéssel: minden osztás ezerszer többet jelent. A kék pöttyök elektronok. Jobbra piros sávok mutatják ugyanannak a töltésnek az energiáját, szintén logaritmikusan. Az energia a töltés és a feszültség szorzata, ezért a sávok és az edények eltérhetnek egymástól. Válassza ki, mit hasonlít össze.
Az akkumulátorokon a töltést amperórában adják meg: egy amper erősségű áram egy óra alatt 3600 C töltést szállít. Egy 4000 mAh-s telefonakkumulátor 14 400 C töltést tárol. Az energiát a töltés és a feszültség szorzata adja: 14 400 C 3,85 V-on körülbelül 55 kJ, azaz 15 Wh.
Feleakkora távolság — négyszeres erő
Balra a mérleg oldalról: üveghenger, ezüstszálon függő kar golyóval, mellette egy rögzített második golyó. Középen ugyanez a henger felülről, a falán fokbeosztású skála. A piros nyíl az az erő, amellyel a töltések eltaszítják a golyót, a sárgaréz nyíl a szál ereje, amely visszahúzza. Jobbra a torziós fej: elforgatásával a szál jobban megcsavarodik, és a golyók közelebb kerülnek egymáshoz. Jobbra lent rögzülnek a mérések: a golyók közötti szög és a szál teljes csavarodása. A négyzetek Coulomb beszámolójának számai.
A golyók töltöttek, és taszítják egymást. Forgassa a torziós fejet.
02 · Átszámítás
| Egység | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
A faraday egy mól elektron töltése, 96 485 C. Ennyi kell ahhoz, hogy 108 g ezüst váljon ki egy oldatból.
Egy 4000 mAh-s akkumulátor 14 400 C töltést tárol, de 3,85 V-on ez csak körülbelül 15 Wh energia.
A CGS-rendszer statcoulombja körülbelül három tízmilliárdod coulomb.
03 · Nagyságrendek
04 · Mérőeszközök
05 · Írásszabályok
06 · Szomszédos egységek
07 · Történeti rész
2019 óta az SI rögzíti az elemi töltés értékét: pontosan 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Az amper most ilyen töltések másodpercenkénti áramlása, egy coulombban pedig pontosan 1/e elemi töltés van, körülbelül 6,24·10¹⁸.
Korábban az ampert a vezetékek közötti erővel határozták meg, még korábban pedig az ezüsttel. 1908-ban a „nemzetközi amper” másodpercenként 1,118 mg ezüstöt választott ki egy oldatból, vagyis minden coulomb 1,118 mg-ot adott. Ma a töltés darabonként is megszámolható: az egyelektronos pumpa adott frekvenciával egyesével juttatja át az elektronokat.
Mennyiségek katalógusa
a teljes mutató →Az SI hét alapegysége
Egy csepp sav megváltoztatja a lé színét, a só megfesti a lángot, a víz egy koppintásra megfagy. Alattuk a Simetrium összes lapja, szakterület és ábécé szerint.
A mutató megnyitása →