Elektriskt fluidum
Leiden, år 1746. Pieter van Musschenbroek laddar vatten i en flaska från en elektrisermaskin, tar tag i flaskan och i tråden — och får en stöt så kraftig att han skriver: en andra gång går jag inte med på det för hela konungariket Frankrike. Elektricitet, visar det sig, kan samlas i en flaska som en vätska.
Franklin i Philadelphia förklarade detta med ett enda fluidum. Det finns i alla kroppar. En kropp med mer än normalt är positivt laddad, med mindre negativt. Friktion skapar inte fluidum, den hälls bara över. Som substans försvann fluidet med upptäckten av elektronen, men tecknen plus och minus och laddningens bevarande finns kvar för alltid.
| Beteckning | fluid · electric fire · mått Fr |
| Hur man uppskattade | efter gnistans längd, stötens styrka, utslaget hos elektroskopets blad |
| Vad man antog | en viktlös vätska · överskott är plus, underskott är minus · bevaras |
| Införd och övergiven | två fluida hos Du Fay, 1733 · ett fluidum hos Franklin, 1747 · elektronen hos Thomson, 1897 |
| Dagens skrivsätt | laddning Q, coulomb · e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C exakt |
| Typiska värden | 15 µC — Leydenflaska · 15 C — blixt · 1 Fr = 2,08·10⁹ elektroner |
01 · Definition
Plus är överskott, minus är underskott
Gnugga en glasstav med siden. Enligt Franklin flödade fluidum från silket till glaset: glaset fick ett överskott, plus, silket ett underskott, minus. Så mycket som en kropp fick mer, så mycket förlorade den andra. Summan ändras inte.
Tecknet valde Franklin på måfå, och olyckligt: i ledningar rör sig i själva verket elektroner, och de bär minus. Därför flyter strömmen enligt läroboken från plus till minus, medan elektronerna går åt andra hållet. Men fluidets huvudregel stämmer: laddning bevaras i varje försök.
Hur mycket som rann över
Två kärl — glas och siden, den streckade linjen är fluidets normala nivå. Reglaget anger hur många gånger silket har dragits över glaset. Blått ovanför linjen är överskott, plus. Rött under linjen är underskott, minus. Fältet längst ner är summan av laddningarna, den står alltid på noll. Under kärlen står hur man skriver det i dag: elektroner har gått från glaset till silket.
Pumpa flaskan och vänta på gnistan
Huvudhandlingen är knappen «Vrid maskinen». Till vänster gnuggas glasgloben mot kudden, och blå droppar fluidum rinner längs tråden till flaskans inre belägg. Ju mer fluidum, desto högre spänning. Till höger sitter gnistgapet: två mässingskulor, avståndet ställs in med reglaget. När spänningen når luftens genomslag, ungefär 3 kV per millimeter, hoppar en gul gnista och flaskan töms. Skärmen till höger ritar spänningen över tid. Tiden är verklig.
—
02 · Omräkning
| {n} | {v} | {note} |
En franklin är den laddning som stöter bort en lika stor laddning på avståndet 1 cm med kraften 1 dyn. Det är 3,335 64·10⁻¹⁰ C, ungefär två miljarder elektroner. Enheten uppkallades efter Franklin år 1941.
En amperetimme är den laddning som passerar på en timme vid strömmen 1 A: 3600 C. Ett telefonbatteri på 4000 mA·h lagrar 14 400 C — till laddningen nästan tusen blixtar, men vid en spänning på bara 4 V.
03 · Storleksordningar
04 · Mätinstrument
05 · Skrivregler
06 · Grannenheter
07 · Historisk del
Fluidum mättes med det som fanns till hands: gnistans längd, stötens styrka, antalet flaskor i ett batteri. Coulomb gav år 1785 för första gången kraftlagen, och laddning blev en storhet med en enhet. I CGS-systemet blev enheten franklin, i SI coulomb, via ampere och sekund.
Sedan 2019 har allt samlats kring «fluidumdroppen»: elementarladdningen e är fastställd exakt, 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. En coulomb är ungefär 6 241 509 074 460 762 607,776 elementarladdningar, och sedan kan man räkna siffror hur länge man vill. Fluidet visade sig vara kornigt.
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 →