คูลอมบ์
ในปี 1785 ชาร์ล คูลอมบ์ แขวนคานเบา ๆ ที่มีลูกกลมจากแกนไม้เอลเดอร์ไว้กับเส้นลวดเงิน ข้าง ๆ กันเขาติดตั้งลูกกลมแบบเดียวกันอีกลูกหนึ่ง แล้วทำให้ทั้งสองลูกมีประจุ ลูกกลมผลักกันออก เส้นลวดบิดไป คูลอมบ์หมุนหัวบิดของเส้นลวด และดูว่าต้องบิดกี่องศาจึงจะทำให้ลูกกลมเข้าใกล้กันจนระยะเหลือครึ่งหนึ่ง ผลคือต้องบิดมากขึ้นสี่เท่า
เขาจึงแสดงได้ว่าแรงระหว่างประจุแปรผกผันกับกำลังสองของระยะทาง ในปี 1881 หน่วยของประจุได้ชื่อตามเขา หนึ่งคูลอมบ์คือประจุที่กระแสหนึ่งแอมแปร์พาไปในหนึ่งวินาที หรือราว 6.24·10¹⁸ อิเล็กตรอน แบตเตอรี่โทรศัพท์เก็บประจุได้ราว 14 000 คูลอมบ์ ส่วนฟ้าผ่าพาประจุราวยี่สิบคูลอมบ์
| สัญลักษณ์ | C |
| นิยาม | แอมแปร์-วินาที · A·s · เท่ากับประจุมูลฐาน 1/e ตัวพอดี |
| ค่าอ้างอิง | e — 1.602 176 634·10⁻¹⁹ C · 1 A·h — 3600 C · ฟาราเดย์ — 96 485 C |
| เริ่มใช้ | 1881 การประชุมนานาชาติด้านไฟฟ้า · อยู่ใน SI ตั้งแต่ปี 1960 |
| มาตรฐาน | ISO 80000-6 · IEC 80000-6 · SI Brochure 9th ed. |
| ค่าทั่วไป | 1 µC — ประกายไฟจากนิ้ว · 20 C — ฟ้าผ่า · 14 400 C — แบตเตอรี่โทรศัพท์ |
01 · นิยาม
หนึ่งแอมแปร์นานหนึ่งวินาที
ประจุ Q คือปริมาณไฟฟ้า ถ้ากระแสหนึ่งแอมแปร์ไหลในเส้นลวด จะมีประจุหนึ่งคูลอมบ์ผ่านพื้นที่หน้าตัดของมันทุกวินาที ประจุมีทั้งบวกและลบ ประจุชนิดเดียวกันผลักกัน ประจุต่างชนิดดูดกัน
ประจุไม่เกิดขึ้นจากความว่างเปล่าและไม่สูญหายไป เมื่อถูอำพันกับขนแกะ อิเล็กตรอนเพียงย้ายจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง ประจุของวัตถุใด ๆ เป็นจำนวนเท่าของประจุอิเล็กตรอน e ตั้งแต่ปี 2019 ค่านี้เป็นค่าที่แน่นอน: 1.602 176 634·10⁻¹⁹ C
ที่ไหนมีคูลอมบ์มากกว่า: ในฟ้าผ่าหรือในโทรศัพท์
ทางซ้ายมีภาชนะสองใบ บรรจุประจุตามสเกลลอการิทึม: แต่ละขีดมากกว่าขีดก่อนหน้าพันเท่า จุดสีน้ำเงินคืออิเล็กตรอน ทางขวา แถบสีแดงแสดงพลังงานของประจุเดียวกัน ตามสเกลลอการิทึมเช่นกัน พลังงานคือประจุคูณแรงดันไฟฟ้า แถบกับภาชนะจึงอาจไม่สอดคล้องกัน เลือกสิ่งที่จะเปรียบเทียบ
บนแบตเตอรี่ ประจุเขียนเป็นแอมแปร์-ชั่วโมง: กระแสหนึ่งแอมแปร์ในหนึ่งชั่วโมงพาประจุ 3600 C แบตเตอรี่โทรศัพท์ 4000 mAh เก็บประจุ 14 400 C พลังงานได้จากการคูณประจุด้วยแรงดัน: 14 400 C ที่ 3.85 V คือราว 55 kJ หรือ 15 Wh
ใกล้ขึ้นสองเท่า — แรงขึ้นสี่เท่า
ทางซ้ายคือเครื่องชั่งเมื่อมองจากด้านข้าง: กระบอกแก้ว คานที่มีลูกกลมแขวนอยู่กับเส้นลวดเงิน และลูกกลมลูกที่สองติดตั้งอยู่ข้าง ๆ ตรงกลางคือกระบอกเดียวกันเมื่อมองจากด้านบน บนผนังมีสเกลองศา ลูกศรสีแดงคือแรงที่ประจุผลักลูกกลมออกไป ลูกศรสีทองเหลืองคือแรงของเส้นลวดที่ดึงลูกกลมกลับ ทางขวาคือหัวบิด: เมื่อหมุน เส้นลวดจะบิดมากขึ้น และลูกกลมเข้าใกล้กัน มุมขวาล่างบันทึกค่าที่วัดได้: มุมระหว่างลูกกลมและการบิดทั้งหมดของเส้นลวด สี่เหลี่ยมเล็ก ๆ คือตัวเลขจากรายงานของคูลอมบ์
ลูกกลมมีประจุและผลักกัน ลองหมุนหัวบิดดู
02 · การแปลงหน่วย
| หน่วย | ค่า | พบที่ใด |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
ฟาราเดย์คือประจุของอิเล็กตรอนหนึ่งโมล เท่ากับ 96 485 C ต้องใช้ประจุเท่านี้จึงจะแยกเงิน 108 g ออกจากสารละลายได้
แบตเตอรี่ 4000 mAh เก็บประจุ 14 400 C แต่ที่ 3.85 V นั่นคือพลังงานเพียงราว 15 Wh
สแตตคูลอมบ์ของระบบ CGS มีค่าราวสามในหมื่นล้านส่วนของคูลอมบ์
03 · อันดับของขนาด
04 · เครื่องมือวัด
05 · กฎการเขียน
06 · หน่วยข้างเคียง
07 · ภาคประวัติ
ตั้งแต่ปี 2019 SI กำหนดค่าประจุมูลฐานไว้ที่ 1.602 176 634·10⁻¹⁹ C พอดี แอมแปร์ในปัจจุบันคือการไหลของประจุเหล่านี้ต่อวินาที และในหนึ่งคูลอมบ์มีประจุมูลฐาน 1/e ตัวพอดี หรือราว 6.24·10¹⁸ ตัว
แต่ก่อนแอมแปร์นิยามจากแรงระหว่างเส้นลวด และก่อนหน้านั้นอีกนิยามจากเงิน ในปี 1908 «แอมแปร์สากล» แยกเงินออกจากสารละลายได้ 1.118 mg ต่อวินาที นั่นคือแต่ละคูลอมบ์ให้เงิน 1.118 mg ปัจจุบันนับประจุได้ทีละตัว: ปั๊มอิเล็กตรอนเดี่ยวส่งอิเล็กตรอนทีละตัวด้วยความถี่ที่กำหนด
สารบัญปริมาณ
ดัชนีทั้งหมด →หน่วยฐาน SI ทั้งเจ็ด
กรดหยดเดียวเปลี่ยนสีน้ำผลไม้ เกลือย้อมสีเปลวไฟ น้ำแข็งตัวเมื่อถูกเคาะ ข้างใต้คือทุกหน้าของ Simetrium เรียงตามสาขาและตามลำดับอักษร
เปิดดัชนี →