Vad är en Coulomb?
En coulomb är ett mått på elektrisk laddning och definieras som den laddning som flyter med en konstant ström på en ampere (1 amp) under en sekund. Avgiften kan vara antingen positiv eller negativ. Det motsvarar 6.241 x 10 18 elektron. Idén om en coulomb är användbar inom elektrokemi och fysik.
Egenskaper i elektricitet jämförs ofta med fysiken i vatten i rör eller floder. I denna analogi är förstärkarna, eller strömstyrkan, flödet av vatten, och coulomb är den mängd vatten som transporteras under en viss tidsperiod. Under vardagliga omständigheter bekymrar de flesta sig för den spänning som en apparat kräver eller wattaget för en ersättande glödlampa. Det faktiska laddningsflödet eller de använda coulombs är bara viktigt när det är dags att betala elräkningen.
En elektrisk laddning är inte samma sak som en elektron. En elektron är en subatomär partikel som bär en laddning. I ett metallstycke hålls elektronema ganska löst på plats av protonerna, den positivt laddade kärnan i atomen. När en potential eller spänning har applicerats växlar elektronerna på ett enhetligt sätt, och laddningen överförs så länge det finns en potentialskillnad mellan metalländarna, precis som en flod kräver ett vertikalt fall för att rinna.
Eftersom laddningen för en coulomb motsvarar summan av laddningarna på 6.241 x 10 18 elektroner, är laddningen på en elektron den inversa: 1 dividerad med 6.241 x 10 18 elektroner per coulomb. Laddningen på en elektron är 1,602 x 10 -19 coulombs. Robert Millikan vann Nobelpriset 1923 för sitt arbete med att mäta laddningen av en elektron.
Den mest kända laddningsöverföringen sker i en hushålls elektrisk krets. En metallledare, vanligtvis en koppartråd, används för att överföra elektricitet från husförsörjningen till ett ljus. När en ljusströmbrytare är påslagen visas lampan direkt. Detta händer eftersom laddningen faktiskt rör sig snabbare än elektronerna. Det rör sig också i motsatt riktning.
Vissa fasta partiklar överför laddningar som positivt laddade protoner. Ibland beskrivs laddningsbärarna för dessa fasta ämnen som elektronhål eller var elektroner borde vara. Halvledare som används i elektronik är ofta tillverkade av positiva laddningsbärande material. I dessa material rör sig laddningen i samma riktning som laddningsbärarna. Elektrolytlösningar, lösningar av upplösta mineraler eller andra ämnen, bär laddningar i två riktningar, eftersom de negativt laddade jonerna kommer att resa ett sätt och de positivt laddade jonerna kommer att resa motsatt.
Coulombs används i beräkningar som involverar elektrokemi och av fysiker som studerar elektricitet och magnetism. Ett vanligt kemisk problem med gymnasiet kommer att fråga hur mycket metall som avsätts på ett underlag i ett metallpläteringsbad, med tanke på strömstyrkan och den tid som strömmen appliceras. Ett fysikproblem som använder coulombs kan handla om en fotovoltaisk panel, som konverterar fotonenergi till elektricitet.