O que é um Coulomb?

Um coulomb é uma medida de carga elétrica e é definida como a carga que flui com uma corrente constante de um ampère (1 amp) durante um segundo. A cobrança pode ser positiva ou negativa. É equivalente a 6,241 x 10 ¹⁸ elétrons. A idéia de um coulomb é útil em eletroquímica e física.

As propriedades da eletricidade são frequentemente comparadas à física da água em tubulações ou rios. Nesta analogia, os amperes, ou amperagem, são a taxa de fluxo de água e o coulomb é a quantidade de água transportada durante um determinado período de tempo. Em circunstâncias cotidianas, a maioria das pessoas se preocupa com a voltagem que um aparelho exige ou a potência de uma lâmpada de reposição. O fluxo de carga real ou os coulombs usados ​​são importantes apenas na hora de pagar a conta de energia elétrica.

Uma carga elétrica não é a mesma coisa que um elétron. Um elétron é uma partícula subatômica que carrega uma carga. Em um pedaço de metal, os elétrons são mantidos frouxamente no lugar pelos prótons, o núcleo do átomo com carga positiva. Uma vez aplicado um potencial ou tensão, os elétrons mudam de maneira uniforme e a carga é transferida desde que haja uma diferença potencial entre as extremidades do metal, assim como um rio exige que uma gota vertical flua.

Como a carga de um coulomb é equivalente à soma das cargas de 6,241 x 10 ¹⁸ elétrons, a carga em um elétron é inversa: 1 dividida por 6,241 x 10 ¹⁸ elétrons por coulomb. A carga em um elétron é de 1,602 x 10 ^-19 coulombs. Robert Millikan ganhou o prêmio Nobel de 1923 por seu trabalho na medição da carga de um elétron.

A transferência de carga mais familiar ocorre em um circuito elétrico doméstico. Um condutor de metal, normalmente um fio de cobre, é usado para transferir eletricidade do suprimento doméstico para a luz. Quando um interruptor de luz é ligado, a luz aparece instantaneamente. Isso acontece porque a carga está realmente se movendo mais rápido que os elétrons. Também está se movendo na direção oposta.

Alguns sólidos transferem cargas como prótons carregados positivamente. Às vezes, os portadores de carga desses sólidos são descritos como buracos de elétrons, ou onde os elétrons deveriam estar. Os semicondutores usados ​​na eletrônica são geralmente feitos de materiais portadores de carga positiva. Nesses materiais, a carga está se movendo na mesma direção que as transportadoras de carga. Soluções eletrolíticas, soluções de minerais dissolvidos ou outras substâncias, carregam cargas em duas direções, pois os íons carregados negativamente viajam para um lado e os íons carregados positivamente para o oposto.

Coulombs são usados ​​em cálculos envolvendo eletroquímica e por físicos que estudam eletricidade e magnetismo. Um problema comum de química no ensino médio vai investigar a quantidade de metal depositada em um substrato em um banho de revestimento de metal, dada a amperagem e o período de tempo em que a corrente é aplicada. Um problema de física usando coulombs pode estar preocupado com a eficiência de um painel fotovoltaico, que converte energia de fóton em eletricidade.