Qu'est-ce qu'un coulomb?
Un coulomb est une mesure de la charge électrique et se définit comme la charge qui circule avec un courant constant d'un ampère (1 ampère) pendant une seconde. La charge peut être positive ou négative. Cela équivaut à 6 241 x 10 18 électrons. L'idée d'un coulomb est utile en électrochimie et en physique.
Les propriétés de l'électricité sont souvent comparées à la physique de l'eau dans les canalisations ou les rivières. Dans cette analogie, l'ampérage, ou ampérage, est le débit d'écoulement de l'eau et le coulomb est la quantité d'eau transportée au cours d'une période donnée. Dans la vie de tous les jours, la plupart des gens se préoccupent de la tension requise par un appareil ou de la puissance d'une ampoule de rechange. Le débit de charge réel ou les coulombs utilisés n’ont d’importance que lorsqu’il est temps de payer la facture d’électricité.
Une charge électrique n'est pas la même chose qu'un électron. Un électron est une particule subatomique qui porte une charge. Dans un morceau de métal, les électrons sont maintenus de manière assez lâche par les protons, le noyau de l'atome chargé positivement. Une fois qu'un potentiel ou une tension est appliqué, les électrons se déplacent de manière uniforme et la charge est transférée tant qu'il existe une différence de potentiel entre les extrémités du métal, tout comme une rivière nécessite une chute verticale pour s'écouler.
Comme la charge d'un coulomb est équivalente à la somme des charges de 6,241 x 10 18 électrons, la charge d'un électron est l'inverse: 1 divisé par 6,241 x 10 18 électrons par coulomb. La charge sur un électron est de 1,602 x 10 -19 coulombs. Robert Millikan a remporté le prix Nobel de 1923 pour son travail de mesure de la charge d'un électron.
Le transfert de charge le plus familier a lieu dans un circuit électrique domestique. Un conducteur métallique, généralement un fil de cuivre, est utilisé pour transférer l’électricité de la maison à la lumière. Quand un interrupteur est allumé, la lumière apparaît instantanément. Cela se produit parce que la charge se déplace réellement plus rapidement que les électrons. Il se déplace également dans la direction opposée.
Certains solides transfèrent des charges sous forme de protons chargés positivement. Parfois, les porteurs de charge de ces solides sont décrits comme des trous pour électrons ou à un emplacement approprié pour les électrons. Les semi-conducteurs utilisés en électronique sont souvent constitués de matériaux porteurs de charge positifs. Dans ces matériaux, la charge se déplace dans le même sens que les porteurs de charge. Les solutions d'électrolytes, solutions de minéraux dissous ou d'autres substances, portent des charges dans les deux sens, car les ions chargés négativement se déplaceront dans un sens et les ions chargés positivement se déplaceront dans le sens opposé.
Les coulombs sont utilisés dans les calculs impliquant l'électrochimie et par les physiciens étudiant l'électricité et le magnétisme. Un problème courant de la chimie au lycée consistera à déterminer la quantité de métal déposée sur un substrat dans un bain de placage, compte tenu de l'intensité et de la durée pendant laquelle le courant est appliqué. Un problème de physique lié à l'utilisation de coulombs pourrait concerner l'efficacité d'un panneau photovoltaïque convertissant l'énergie des photons en électricité.