Wat is een coulomb (C)?

Een coulomb (C) is de standaardeenheid van elektrische lading in het internationale systeem van eenheden (SI). Het is de hoeveelheid elektriciteit die een 1-ampère (A) actueel draagt ​​in één seconde(n). Een hoeveelheid van 1 C is gelijk aan de elektrische lading van ongeveer 6.24 x 10¹⁸ elektronen or protonen. Dit komt neer op ongeveer 6.24 triljoen deeltjes.

In de SI standaard, wordt de coulomb beschouwd als a afgeleide eenheid, wat betekent dat het is opgebouwd uit een of meer van de zeven basiseenheden, in dit geval ampère en seconde. Vóór 2018 vormden de basiseenheden de basis voor de SI-standaard, en daaruit werden de afgeleide eenheden opgebouwd. Nu is de standaard gebaseerd op zeven bepalende constanten, en alle basis- en afgeleide eenheden kunnen rechtstreeks uit die constanten worden geconstrueerd. De SI-standaard heeft echter het concept van basis- en afgeleide eenheden behouden omdat ze zo goed ingeburgerd zijn.

Een van de zeven fundamentele constanten is de elementaire lading, wat de elektrische lading is die wordt gedragen door een enkel elektron of proton. De elementaire lading (e) is 1.602176634 ⋅ 10^-19 C. Zowel elektronen als protonen dragen dezelfde hoeveelheid lading. Een proton heeft echter een positieve lading en een elektron een negatieve lading. De elementaire lading kan dus positief (+e) of negatief (-e) zijn.

Door de elementaire lading vast te stellen op 1.602176634 ⋅ 10^-19 C, legt de standaard de coulomb vast op een bepaald aantal elektronen of protonen die samen 1 C lading vormen. De volgende formule kan worden gebruikt om dat aantal te berekenen:

Q = n ⋅ e

Het symbool Q vertegenwoordigt de hoeveelheid lading in coulombs en het symbool n verwijst naar het aantal elektronen of protonen. Als beide zijden van de vergelijking worden gedeeld door e, kan het aantal deeltjes in een coulomb als volgt worden berekend:

Q = n ⋅ e

Q / e = (n ⋅ e) / e

n = Q / e (na omkering van Q / e = n)

n = 1 C / (1.602176634 ⋅ 10^-19 C)

n = 6.24150907 ⋅ 10¹⁸ C

In de vierde regel wordt 1 C vervangen Q omdat het doel is om het aantal deeltjes in een enkele coulomb te vinden, en de elementaire ladingsconstante vervangt de e. Op basis van deze berekening bevat 1 C de lading van ongeveer 6.24 ⋅ 10¹⁸ deeltjes, een getal dat er ongeveer zo uitziet:

6,241,509,070,000,000,000

In termen van SI-basiseenheden is 1 C het equivalent van 1 ampère-seconde, wat kan worden uitgedrukt als 1 C = 1 A ⋅ 1 s (of C = A ⋅ s). Dit kan ook worden gezien als een ampère die gelijk is aan 1 coulomb gedeeld door 1 s, zoals in 1 A = 1 C / 1 s (of A = C / s). Met andere woorden, als een stroom in a circuit is 1 A, gaat er elke seconde 1 C lading door een punt in het circuit.

Hoe verhoudt een ampère zich tot een coulomb?

De ampère is de SI-standaard van elektrische stroom. Dit in tegenstelling tot de coulomb, de SI-standaard voor elektrische lading. Eén ampère is gelijk aan de elektrische stroom die overeenkomt met de stroom van 1 / (1.602176634 ⋅ 10^-19) elementaire kosten per seconde. Voordat de SI in 2018 werd bijgewerkt, was de ampère gebaseerd op de kracht tussen twee stroomvoerende geleiders met een vaste waarde van vacuüm magnetische permeabiliteit bij 4π ⋅ 10^-7 Hendriks per meter.

De kracht waarmee twee elektrisch geladen lichamen elkaar aantrekken of afstoten, hangt af van het product van hun lading in coulombs, en ook van de afstand daartussen. Als de polariteiten zijn hetzelfde - negatief / negatief of positief / positief - de coulombkracht is afstotend; als de polariteiten tegengesteld zijn - negatief/positief of positief/negatief - is de kracht aantrekkelijk. Voor elke twee geladen lichamen neemt de coulombkracht af in verhouding tot het kwadraat van de afstand tussen hun ladingscentra.

[Ingesloten inhoud]

Zie ook: Weerstand, De wet van Ohm, reactantie, toelating, gevoeligheid en henry.