Coulomb
În 1785, Charles Coulomb a suspendat de un fir de argint o tijă ușoară cu o bilă din măduvă de soc. Alături a fixat o a doua bilă la fel și le-a încărcat pe amândouă. Bilele s-au respins, iar firul s-a răsucit. Coulomb rotea capul de torsiune și urmărea cu câte grade trebuie răsucit firul pentru ca distanța dintre bile să scadă la jumătate. Ieșea de patru ori mai mult.
Așa a arătat că forța dintre sarcini scade cu pătratul distanței. Unitatea de sarcină a primit numele lui în 1881. Un coulomb este sarcina pe care un curent de un amper o transportă într-o secundă, aproximativ 6,24·10¹⁸ de electroni. Acumulatorul unui telefon stochează în jur de 14 000 de coulombi, iar un fulger transportă cam douăzeci.
| Notație | C |
| Definiție | amper-secundă · A·s · exact 1/e sarcini elementare |
| Valori de referință | e — 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · faraday — 96 485 C |
| Introdusă | 1881, Congresul Internațional al Electricienilor · în SI din 1960 |
| Standarde | ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Valori tipice | 1 µC — scânteia de la deget · 20 C — fulgerul · 14 400 C — acumulatorul telefonului |
01 · Definiție
Un amper timp de o secundă
Sarcina Q este cantitatea de electricitate. Dacă printr-un conductor trece un curent de un amper, prin secțiunea lui trece un coulomb în fiecare secundă. Sarcina poate fi pozitivă sau negativă. Sarcinile de același semn se resping, cele de semne opuse se atrag.
Sarcina nu apare din nimic și nu dispare. Când freci chihlimbarul cu lână, electronii doar trec de pe un corp pe altul. Sarcina oricărui corp este un multiplu al sarcinii electronului e. Din 2019, acest număr este exact: 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C.
Unde sunt mai mulți coulombi: în fulger sau în telefon
În stânga sunt două vase umplute cu sarcină pe o scară logaritmică: fiecare diviziune înseamnă de o mie de ori mai mult. Punctele albastre sunt electroni. În dreapta, barele roșii arată energia aceleiași sarcini, tot pe scară logaritmică. Energia este sarcina înmulțită cu tensiunea, așa că barele și vasele pot să nu coincidă. Alegeți ce comparați.
Pe acumulatoare, sarcina se indică în amperi-oră: un curent de un amper transportă 3600 C într-o oră. Un acumulator de telefon de 4000 mAh stochează 14 400 C. Energia se obține înmulțind sarcina cu tensiunea: 14 400 C la 3,85 V înseamnă aproximativ 55 kJ, adică 15 Wh.
De două ori mai aproape — de patru ori mai puternic
În stânga, balanța văzută din lateral: un cilindru de sticlă, o tijă cu o bilă atârnată de un fir de argint și, alături, o a doua bilă fixă. La mijloc, același cilindru văzut de sus, cu o scală gradată pe perete. Săgeata roșie este forța cu care sarcinile împing bila, cea de alamă — forța firului, care o trage înapoi. În dreapta este capul de torsiune: rotindu-l, firul se răsucește mai tare, iar bilele se apropie. Dreapta jos se înregistrează măsurătorile: unghiul dintre bile și răsucirea totală a firului. Pătrățelele sunt valorile din raportul lui Coulomb.
Bilele sunt încărcate și se resping. Rotiți capul de torsiune.
02 · Conversie
| Unitate | Valoare | Unde apare |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Faradayul este sarcina unui mol de electroni, 96 485 C. Atât este nevoie pentru a depune 108 g de argint dintr-o soluție.
Un acumulator de 4000 mAh stochează 14 400 C, dar la 3,85 V asta înseamnă doar aproximativ 15 Wh de energie.
Statcoulombul din sistemul CGS reprezintă aproximativ trei zecimi de miliardime de coulomb.
03 · Ordine de mărime
04 · Instrumente de măsură
05 · Reguli de scriere
06 · Unități vecine
07 · Secțiune istorică
Din 2019, SI fixează valoarea sarcinii elementare: exact 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Amperul este acum un flux de astfel de sarcini pe secundă, iar un coulomb conține exact 1/e sarcini elementare, aproximativ 6,24·10¹⁸.
Înainte, amperul era definit prin forța dintre conductoare, iar și mai devreme — prin argint. În 1908, „amperul internațional” depunea dintr-o soluție 1,118 mg de argint pe secundă, deci fiecare coulomb dădea 1,118 mg. Astăzi sarcina poate fi numărată bucată cu bucată: o pompă cu un singur electron mută electronii unul câte unul, cu o frecvență dată.
Catalogul mărimilor
tot indexul →Cele șapte unități fundamentale SI
O picătură de acid schimbă culoarea sucului, sarea colorează flacăra, apa îngheață la o lovitură. Sub ele, toate fișele Simetrium, pe discipline și în ordine alfabetică.
Deschide indexul →