Coulomb
År 1785 hängde Charles Coulomb upp en lätt balk med en liten kula av flädermärg i en silvertråd. Bredvid fäste han en andra likadan kula och laddade båda. Kulorna stötte bort varandra, och tråden vreds. Coulomb vred trådens huvud och såg efter hur många grader tråden måste vridas för att halvera avståndet mellan kulorna. Det blev fyra gånger så mycket.
Så visade han att kraften mellan laddningar avtar med kvadraten på avståndet. År 1881 fick laddningsenheten hans namn. En coulomb är den laddning som en ström på en ampere för med sig på en sekund, omkring 6,24·10¹⁸ elektroner. Ett telefonbatteri rymmer omkring 14 000 coulomb, och en blixt för med sig ett tjugotal.
| Beteckning | C |
| Definition | amperesekund · A·s · exakt 1/e elementarladdningar |
| Referensvärden | e — 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · faraday — 96 485 C |
| Infördes | 1881, Internationella elektrikerkongressen · i SI sedan 1960 |
| Standarder | ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| Typiska värden | 1 µC — gnista från ett finger · 20 C — blixt · 14 400 C — telefonbatteri |
01 · Definition
En ampere under en sekund
Laddningen Q är elektricitetsmängden. Går en ström på en ampere genom en ledning, passerar en coulomb dess tvärsnitt varje sekund. Laddning kan vara positiv eller negativ. Lika laddningar stöter bort varandra, olika laddningar attraherar varandra.
Laddning uppstår inte ur intet och försvinner inte. När man gnider bärnsten mot ull flyttas bara elektroner från den ena kroppen till den andra. Varje kropps laddning är en multipel av elektronens laddning e. Sedan 2019 är talet exakt: 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C.
Var finns flest coulomb: i en blixt eller i en telefon
Till vänster två kärl som fylls med laddning på en logaritmisk skala: varje skalstreck är tusen gånger mer. De blå prickarna är elektroner. Till höger visar röda staplar energin hos samma laddning, också logaritmiskt. Energi är laddning gånger spänning, så staplarna och kärlen kan gå isär. Välj vad du vill jämföra.
På batterier anges laddningen i amperetimmar: en ström på en ampere för med sig 3600 C på en timme. Ett telefonbatteri på 4000 mAh rymmer 14 400 C. Energin får man genom att multiplicera laddningen med spänningen: 14 400 C vid 3,85 V är omkring 55 kJ, eller 15 Wh.
Halva avståndet — fyra gånger kraften
Till vänster vågen från sidan: en glascylinder, en balk med en kula som hänger i en silvertråd och bredvid en andra, fast kula. I mitten samma cylinder uppifrån, med en gradskala på väggen. Den röda pilen är kraften som laddningarna stöter bort kulan med, den mässingsfärgade är trådens kraft som drar den tillbaka. Till höger trådens huvud: vrider man det, vrids tråden hårdare och kulorna närmar sig varandra. Nere till höger noteras mätvärdena: vinkeln mellan kulorna och trådens totala vridning. Fyrkanterna är talen från Coulombs rapport.
Kulorna är laddade och stöter bort varandra. Vrid trådens huvud.
02 · Omräkning
| Enhet | Värde | Var den förekommer |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
En faraday är laddningen hos en mol elektroner, 96 485 C. Så mycket krävs för att fälla ut 108 g silver ur en lösning.
Ett batteri på 4000 mAh rymmer 14 400 C, men vid 3,85 V är det bara omkring 15 Wh energi.
CGS-systemets statcoulomb är ungefär tre tiomiljarddelar av en coulomb.
03 · Storleksordningar
04 · Mätinstrument
05 · Skrivregler
06 · Grannenheter
07 · Historisk del
Sedan 2019 fastställer SI värdet på elementarladdningen: exakt 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Ampere är nu ett flöde av sådana laddningar per sekund, och en coulomb innehåller exakt 1/e elementarladdningar, omkring 6,24·10¹⁸.
Förr definierades ampere genom kraften mellan ledare, och ännu tidigare genom silver. År 1908 fällde den ”internationella amperen” ut 1,118 mg silver per sekund ur en lösning, så varje coulomb gav 1,118 mg. I dag kan laddning räknas styck för styck: en enelektronpump flyttar elektroner en i taget med en given frekvens.
Storhetskatalog
hela registret →SI-systemets sju grundenheter
En droppe syra ändrar saftens färg, salt färgar lågan, vatten fryser av en knackning. Under dem alla Simetriums blad, efter ämnesområde och i bokstavsordning.
Öppna registret →