Hvad er en Coulomb?
En coulomb er et mål for elektrisk ladning og defineres som den ladning, der flyder med en konstant strøm på en ampere (1 amp) i løbet af et sekund. Gebyret kan være enten positivt eller negativt. Det svarer til 6.241 x 10 18 elektroner. Ideen om en coulomb er nyttig i elektrokemi og fysik.
Egenskaber i elektricitet sammenlignes ofte med fysik i vand i rør eller floder. I denne analogi er forstærkerne eller strømstyrken hastigheden for vandstrømning, og coulomb er den mængde vand, der transporteres i et givet tidsrum. Under hverdagslige omstændigheder bekymrer de fleste sig for den spænding, et apparat kræver, eller effekten af en udskiftelig pære. Den faktiske opladningsstrøm eller de anvendte coulombs er kun vigtige, når det er tid til at betale elregningen.
En elektrisk ladning er ikke det samme som et elektron. En elektron er en subatomær partikel, der bærer en ladning. I et stykke metal holdes elektronerne temmelig løst på plads af protonerne, atomets positivt ladede kerne. Når der er påført et potentiale eller spænding, skifter elektronerne på en ensartet måde, og ladningen overføres, så længe der er en potentialforskel mellem enderne af metallet, ligesom en flod kræver et lodret fald for at strømme.
Da ladningen af en coulomb svarer til summen af ladningerne på 6.241 x 10 18 elektroner, er ladningen på en elektron den inverse: 1 divideret med 6.241 x 10 18 elektroner pr. Coulomb. Opladningen på et elektron er 1,602 x 10 -19 coulomb. Robert Millikan vandt Nobelprisen i 1923 for sit arbejde med at måle ladningen af en elektron.
Den mest kendte overførsel af ladning sker i et husholdnings-elektrisk kredsløb. En metalleder, typisk en kobbertråd, bruges til at overføre elektricitet fra husforsyningen til et lys. Når en lysafbryder er tændt, vises lyset øjeblikkeligt. Dette sker, fordi ladningen faktisk bevæger sig hurtigere end elektronerne. Det bevæger sig også i den modsatte retning.
Nogle faste stoffer overfører ladninger som positivt ladede protoner. Nogle gange beskrives ladningsbærerne af disse faste stoffer som elektronhuller, eller hvor elektroner skal være. Halvledere, der bruges i elektronik, er ofte lavet af positive ladningsbærende materialer. I disse materialer bevæger ladningen sig i samme retning som ladningsbærerne. Elektrolytopløsninger, opløsninger af opløste mineraler eller andre stoffer, bærer ladninger i to retninger, da de negativt ladede ioner vil bevæge sig en vej, og de positivt ladede ioner vil rejse modsat.
Coulombs bruges i beregninger, der involverer elektrokemi og af fysikere, der studerer elektricitet og magnetisme. Et almindeligt kemisk problem med gymnasiet vil spørge, hvor meget metal der er afsat på et underlag i et metalpladerbad, i betragtning af strømstyrken og hvor lang tid strømmen anvendes. Et fysikproblem ved anvendelse af coulombs kan muligvis vedrøre effektiviteten af et fotovoltaisk panel, der konverterer fotonenergi til elektricitet.