Coulomb
V roku 1785 zavesil Charles Coulomb na strieborné vlákno ľahké vahadlo s guličkou z bazovej duše. Vedľa upevnil druhú takú guličku a obe nabil. Guličky sa odpudili a vlákno sa skrútilo. Coulomb otáčal hlavicou vlákna a sledoval, o koľko stupňov treba vlákno skrútiť, aby sa vzdialenosť guličiek zmenšila na polovicu. Vychádzalo to štyrikrát viac.
Tak ukázal, že sila medzi nábojmi klesá s druhou mocninou vzdialenosti. Jednotku náboja po ňom pomenovali v roku 1881. Jeden coulomb je náboj, ktorý prúd jedného ampéra prenesie za sekundu, približne 6,24·10¹⁸ elektrónov. Batéria telefónu pojme približne 14 000 coulombov a blesk prenesie okolo dvadsiatich.
| Označenie | C |
| Definícia | ampérsekunda · A·s · presne 1/e elementárnych nábojov |
| Referenčné hodnoty | e — 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · faraday — 96 485 C |
| Zavedená | 1881, Medzinárodný kongres elektrotechnikov · v SI od roku 1960 |
| Normy | ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Typické hodnoty | 1 µC — iskra z prsta · 20 C — blesk · 14 400 C — batéria telefónu |
01 · Definícia
Ampér počas jednej sekundy
Náboj Q je množstvo elektriny. Ak vodičom tečie prúd jedného ampéra, jeho prierezom prejde za sekundu jeden coulomb. Náboj môže byť kladný aj záporný. Súhlasné náboje sa odpudzujú, nesúhlasné sa priťahujú.
Náboj nevzniká z ničoho a nezaniká. Keď sa jantár trie o vlnu, elektróny iba prechádzajú z jedného telesa na druhé. Náboj každého telesa je násobkom náboja elektrónu e. Od roku 2019 je toto číslo presné: 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C.
Kde je viac coulombov: v blesku, alebo v telefóne
Vľavo sú dve nádoby plnené nábojom na logaritmickej stupnici: každý dielik znamená tisíckrát viac. Modré bodky sú elektróny. Vpravo červené stĺpce ukazujú energiu toho istého náboja, tiež logaritmicky. Energia je náboj krát napätie, preto sa stĺpce a nádoby môžu rozchádzať. Vyberte, čo porovnať.
Na batériách sa náboj uvádza v ampérhodinách: prúd jedného ampéra prenesie za hodinu 3600 C. Batéria telefónu s kapacitou 4000 mAh pojme 14 400 C. Energiu dostaneme, keď náboj vynásobíme napätím: 14 400 C pri 3,85 V je približne 55 kJ, čiže 15 Wh.
Dvakrát bližšie — štyrikrát silnejšie
Vľavo sú váhy z boku: sklenený valec, na striebornom vlákne visí vahadlo s guličkou a vedľa je upevnená druhá gulička. V strede je ten istý valec zhora, na stene má stupnicu v stupňoch. Červená šípka je sila, ktorou náboje odpudzujú guličku, mosadzná je sila vlákna, ktorá ju ťahá späť. Vpravo je hlavica vlákna: jej otočením sa vlákno skrúti viac a guličky sa priblížia. Vpravo dole sa zapisujú merania: uhol medzi guličkami a celkové skrútenie vlákna. Štvorčeky sú čísla z Coulombovej správy.
Guličky sú nabité a odpudzujú sa. Otáčajte hlavicou vlákna.
02 · Prevod
| Jednotka | Hodnota | Kde sa vyskytuje |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Faraday je náboj jedného mólu elektrónov, 96 485 C. Toľko treba na vylúčenie 108 g striebra z roztoku.
Batéria s kapacitou 4000 mAh pojme 14 400 C, ale pri 3,85 V je to len približne 15 Wh energie.
Statcoulomb zo sústavy CGS predstavuje približne tri desaťmiliardtiny coulombu.
03 · Rády veličín
04 · Meracie prístroje
05 · Pravidlá zápisu
06 · Susedné jednotky
07 · Historický oddiel
Od roku 2019 je v SI pevne stanovená hodnota elementárneho náboja: presne 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Ampér je teraz tok takých nábojov za sekundu a v jednom coulombe je presne 1/e elementárnych nábojov, približne 6,24·10¹⁸.
Predtým sa ampér definoval silou medzi vodičmi a ešte skôr pomocou striebra. V roku 1908 vylučoval „medzinárodný ampér“ z roztoku 1,118 mg striebra za sekundu, takže každý coulomb dal 1,118 mg. Dnes možno náboj počítať po kusoch: jednoelektrónová pumpa prečerpáva elektróny po jednom so zadanou frekvenciou.
Katalóg veličín
celý register →Sedem základných jednotiek SI
Kvapka kyseliny zmení farbu šťavy, soľ zafarbí plameň, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všetky listy Simetria podľa odborov a abecedne.
Otvoriť register →