Kulomb
W 1785 roku Charles Coulomb zawiesił na srebrnej nici lekką belkę z kulką z rdzenia bzu. Obok umocował drugą taką kulkę i naładował obie. Kulki się odepchnęły, a nić się skręciła. Coulomb obracał głowicę nici i sprawdzał, o ile stopni trzeba ją skręcić, by zmniejszyć odległość między kulkami o połowę. Wychodziło czterokrotnie więcej.
Tak pokazał, że siła między ładunkami maleje z kwadratem odległości. W 1881 roku jednostkę ładunku nazwano na jego cześć. Jeden kulomb to ładunek, który prąd o natężeniu jednego ampera przenosi w ciągu sekundy, około 6,24·10¹⁸ elektronów. Akumulator telefonu mieści około 14 000 kulombów, a piorun przenosi około dwudziestu.
| Oznaczenie | C |
| Definicja | amperosekunda · A·s · dokładnie 1/e ładunków elementarnych |
| Wartości odniesienia | e — 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · faraday — 96 485 C |
| Wprowadzona | 1881, Międzynarodowy Kongres Elektryków · w SI od 1960 roku |
| Normy | ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Typowe wartości | 1 µC — iskra z palca · 20 C — piorun · 14 400 C — akumulator telefonu |
01 · Definicja
Amper przez sekundę
Ładunek Q to ilość elektryczności. Jeśli przewodem płynie prąd o natężeniu jednego ampera, przez jego przekrój w ciągu sekundy przechodzi jeden kulomb. Ładunek może być dodatni lub ujemny. Ładunki jednoimienne się odpychają, różnoimienne się przyciągają.
Ładunek nie powstaje z niczego i nie znika. Gdy pociera się bursztyn o wełnę, elektrony jedynie przechodzą z jednego ciała na drugie. Ładunek każdego ciała jest wielokrotnością ładunku elektronu e. Od 2019 roku ta liczba jest dokładna: 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C.
Gdzie jest więcej kulombów: w piorunie czy w telefonie
Po lewej dwa naczynia napełnione ładunkiem w skali logarytmicznej: każda działka to tysiąc razy więcej. Niebieskie kropki to elektrony. Po prawej czerwone paski pokazują energię tego samego ładunku, również w skali logarytmicznej. Energia to ładunek pomnożony przez napięcie, dlatego paski i naczynia mogą się rozjeżdżać. Wybierz, co porównać.
Na akumulatorach ładunek podaje się w amperogodzinach: prąd o natężeniu jednego ampera przenosi w ciągu godziny 3600 C. Akumulator telefonu o pojemności 4000 mAh mieści 14 400 C. Energię otrzymuje się, mnożąc ładunek przez napięcie: 14 400 C przy 3,85 V to około 55 kJ, czyli 15 Wh.
Dwa razy bliżej — cztery razy silniej
Po lewej waga z boku: szklany cylinder, na srebrnej nici wisi belka z kulką, obok zamocowana jest druga kulka. Pośrodku ten sam cylinder z góry, na ściance skala w stopniach. Czerwona strzałka to siła, z jaką ładunki odpychają kulkę, mosiężna — siła nici, która ciągnie ją z powrotem. Po prawej głowica nici: gdy się ją obraca, nić skręca się mocniej, a kulki się zbliżają. Na dole po prawej zapisywane są pomiary: kąt między kulkami i całkowite skręcenie nici. Kwadraciki to liczby z raportu Coulomba.
Kulki są naładowane i się odpychają. Obracaj głowicę nici.
02 · Przeliczanie
| Jednostka | Wartość | Gdzie występuje |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Faraday to ładunek mola elektronów, 96 485 C. Tyle potrzeba, by wydzielić z roztworu 108 g srebra.
Akumulator 4000 mAh mieści 14 400 C, ale przy 3,85 V to zaledwie około 15 Wh energii.
Statkulomb z układu CGS to około trzech dziesięciomiliardowych części kulomba.
03 · Rzędy wielkości
04 · Przyrządy pomiarowe
05 · Zasady zapisu
06 · Jednostki sąsiednie
07 · Dział historyczny
Od 2019 roku SI ustala wartość ładunku elementarnego: dokładnie 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Amper to teraz przepływ takich ładunków w ciągu sekundy, a jeden kulomb zawiera dokładnie 1/e ładunków elementarnych, około 6,24·10¹⁸.
Dawniej ampera definiowano przez siłę między przewodami, a jeszcze wcześniej — przez srebro. W 1908 roku „amper międzynarodowy” osadzał z roztworu 1,118 mg srebra na sekundę, czyli każdy kulomb dawał 1,118 mg. Dziś ładunek można liczyć sztuka po sztuce: pompa jednoelektronowa przenosi elektrony pojedynczo z zadaną częstotliwością.
Katalog wielkości
cały indeks →Siedem jednostek podstawowych SI
Kropla kwasu zmienia kolor soku, sól barwi płomień, woda zamarza od stuknięcia. Pod nimi wszystkie karty Simetrium według dziedzin i alfabetycznie.
Otwórz indeks →