คูลอมบ์คืออะไร?

คูลอมบ์เป็นหน่วยวัดประจุไฟฟ้าและถูกกำหนดให้เป็นประจุที่ไหลด้วยกระแสคงที่หนึ่งแอมป์ (1 แอมป์) ในช่วงหนึ่งวินาที ค่าใช้จ่ายอาจเป็นได้ทั้งบวกหรือลบ เทียบเท่ากับ 6.241 x 10 18 อิเล็กตรอน แนวคิดของคูลอมบ์มีประโยชน์ในทางเคมีไฟฟ้าและฟิสิกส์

คุณสมบัติทางไฟฟ้ามักจะถูกเปรียบเทียบกับฟิสิกส์ของน้ำในท่อหรือแม่น้ำ ในการเปรียบเทียบนี้แอมป์หรือแอมแปร์คืออัตราการไหลของน้ำและคูลอมบ์คือปริมาณน้ำที่ขนส่งในช่วงระยะเวลาที่กำหนด ในสถานการณ์ประจำวันผู้คนส่วนใหญ่กังวลกับแรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์ต้องการหรือกำลังไฟของหลอดไฟทดแทน การไหลของประจุที่เกิดขึ้นจริงหรือคูลอมบ์ที่ใช้นั้นมีความสำคัญเฉพาะเมื่อถึงเวลาที่ต้องจ่ายค่าไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้าไม่เหมือนกับอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคย่อยที่มีประจุ ในชิ้นส่วนของโลหะอิเล็กตรอนถูกจัดให้อยู่ในตำแหน่งที่ค่อนข้างแน่นโดยโปรตอนซึ่งเป็นแกนกลางที่มีประจุบวกของอะตอม เมื่อมีการใช้ศักย์ไฟฟ้าหรือแรงดันไฟฟ้าอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอและประจุจะถูกถ่ายโอนตราบใดที่มีความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างปลายของโลหะเช่นเดียวกับแม่น้ำที่ต้องการการไหลแบบแนวตั้ง

เนื่องจากประจุของคูลอมบ์เดียวนั้นเท่ากับผลรวมของประจุ 6.241 x 10 18 อิเล็กตรอนประจุของอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจะมีค่าผกผัน: 1 หารด้วย 6.241 x 10 18 อิเล็กตรอนต่อคูลอมบ์ ประจุของอิเล็กตรอนหนึ่งตัวคือ 1.602 x 10 -19 coulombs Robert Millikan ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1923 จากการทำงานของเขาในการวัดหน้าที่ของอิเล็กตรอน

การถ่ายโอนประจุที่คุ้นเคยที่สุดเกิดขึ้นในวงจรไฟฟ้าในครัวเรือน ตัวนำโลหะซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้ลวดทองแดงเพื่อถ่ายโอนไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟไปยังแสงสว่าง เมื่อสวิตช์ไฟเปิดอยู่ไฟจะปรากฏขึ้นทันที สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากประจุเคลื่อนที่เร็วกว่าอิเล็กตรอน อีกทั้งยังเคลื่อนไหวในทิศทางตรงกันข้าม

ของแข็งบางตัวถ่ายโอนประจุเป็นโปรตอนที่มีประจุบวก บางครั้งตัวพาประจุของของแข็งเหล่านี้จะถูกอธิบายว่าเป็นหลุมอิเล็กตรอนหรือตำแหน่งที่อิเล็กตรอนควรอยู่ อุปกรณ์กึ่งตัวนำที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มักทำจากวัสดุที่มีประจุบวก ในวัสดุเหล่านี้ประจุกำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันกับตัวพาประจุ สารละลายอิเล็กโทรไลต์สารละลายของแร่ธาตุที่ละลายหรือสารอื่น ๆ มีประจุในสองทิศทางเนื่องจากไอออนที่มีประจุลบจะเดินทางไปทางเดียวและไอออนที่มีประจุบวกจะเดินทางตรงข้าม

คูลอมบ์ถูกใช้ในการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับเคมีไฟฟ้าและโดยนักฟิสิกส์ที่ศึกษาเกี่ยวกับไฟฟ้าและแม่เหล็ก ปัญหาทางเคมีในโรงเรียนมัธยมที่พบบ่อยจะถามว่ามีโลหะจำนวนเท่าใดสะสมอยู่บนพื้นผิวในอ่างชุบโลหะเนื่องจากระยะเวลาและระยะเวลาที่กระแสไฟฟ้าถูกนำไปใช้ ปัญหาฟิสิกส์ที่ใช้คูลอมบ์อาจเกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งแปลงพลังงานโฟตอนเป็นพลังงานไฟฟ้า