Coulomb
I 1785 hengte Charles Coulomb opp en lett arm med en kule av hyllemarg i en sølvtråd. Ved siden av festet han en kule til av samme slag og ladet begge. Kulene frastøtte hverandre, og tråden ble vridd. Coulomb dreide torsjonshodet og så hvor mange grader tråden måtte vris for å halvere avstanden mellom kulene. Det trengtes fire ganger så mye.
Slik viste han at kraften mellom ladninger avtar med kvadratet av avstanden. Ladningsenheten ble oppkalt etter ham i 1881. Én coulomb er ladningen som en strøm på én ampere fører på ett sekund, omtrent 6,24·10¹⁸ elektroner. Et mobilbatteri rommer rundt 14 000 coulomb, og et lyn fører omtrent tjue.
| Betegnelse | C |
| Definisjon | amperesekund · A·s · nøyaktig 1/e elementærladninger |
| Referanseverdier | e — 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · faraday — 96 485 C |
| Innført | 1881, Den internasjonale elektrikerkongressen · i SI siden 1960 |
| Standarder | ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiske verdier | 1 µC — gnist fra en finger · 20 C — lyn · 14 400 C — mobilbatteri |
01 · Definisjon
En ampere i ett sekund
Ladning Q er en mengde elektrisitet. Går det en strøm på én ampere i en ledning, passerer én coulomb gjennom tverrsnittet hvert sekund. Ladning kan være positiv eller negativ. Like ladninger frastøter hverandre, ulike tiltrekker hverandre.
Ladning oppstår ikke av ingenting og forsvinner ikke. Når rav gnis mot ull, går elektroner bare over fra ett legeme til et annet. Ladningen til ethvert legeme er et multiplum av elektronladningen e. Siden 2019 har dette tallet vært eksakt: 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C.
Hvor er det flest coulomb: i et lyn eller i en mobil
Til venstre er to beholdere fylt med ladning på en logaritmisk skala: hver skalastrek er tusen ganger mer. De blå prikkene er elektroner. Til høyre viser røde søyler energien til den samme ladningen, også logaritmisk. Energi er ladning ganger spenning, så søylene og beholderne kan gi ulikt bilde. Velg hva du vil sammenligne.
På batterier oppgis ladningen i amperetimer: en strøm på én ampere fører 3600 C på en time. Et mobilbatteri på 4000 mAh rommer 14 400 C. Energien får man ved å gange ladningen med spenningen: 14 400 C ved 3,85 V er omtrent 55 kJ, eller 15 Wh.
Halve avstanden — fire ganger kraften
Til venstre ses vekten fra siden: en glassylinder, en arm med en kule som henger i en sølvtråd, og en kule til festet ved siden av. I midten er den samme sylinderen sett ovenfra, med en gradskala på veggen. Den røde pilen er kraften som ladningene skyver kulen bort med, den messingfargede er kraften fra tråden som trekker den tilbake. Til høyre er torsjonshodet: når du dreier det, vris tråden hardere og kulene kommer nærmere hverandre. Nederst til høyre registreres målingene: vinkelen mellom kulene og den totale vridningen av tråden. Kvadratene er tallene fra Coulombs rapport.
Kulene er ladet og frastøter hverandre. Drei torsjonshodet.
02 · Omregning
| Enhet | Verdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
En faraday er ladningen til ett mol elektroner, 96 485 C. Så mye trengs for å felle ut 108 g sølv fra en løsning.
Et batteri på 4000 mAh rommer 14 400 C, men ved 3,85 V er det bare omtrent 15 Wh energi.
Statcoulomb fra CGS-systemet er omtrent tre timilliarddeler av en coulomb.
03 · Størrelsesordener
04 · Måleinstrumenter
05 · Skriveregler
06 · Naboenheter
07 · Historisk del
Siden 2019 har SI fastsatt verdien av elementærladningen: nøyaktig 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Ampere er nå en strøm av slike ladninger per sekund, og én coulomb inneholder nøyaktig 1/e elementærladninger, omtrent 6,24·10¹⁸.
Tidligere ble ampere definert ut fra kraften mellom ledere, og enda tidligere ut fra sølv. I 1908 felte den «internasjonale amperen» ut 1,118 mg sølv per sekund fra en løsning, så hver coulomb ga 1,118 mg. I dag kan ladning telles stykkevis: en enkeltelektronpumpe flytter elektroner én og én med en gitt frekvens.
Katalog over størrelser
hele registeret →De sju SI-grunnenhetene
En dråpe syre endrer saftens farge, salt farger flammen, vann fryser av et bank. Under dem alle Simetriums ark, etter fagområde og alfabetisk.
Åpne registeret →