Coulomb (C) — SI-eenheid van elektrische lading: definitie en waarde
Coulomb (C) — SI-eenheid van elektrische lading: definitie, exacte waarde in elementaire ladingen en heldere uitleg van de relatie met ampère en seconde.
coulomb (vaak afgekort als C) is de SI-eenheid van elektrische lading. De naam eert de Franse natuurkundige Charles-Augustin de Coulomb, die in de late 18e eeuw fundamenteel werk verrichtte op het gebied van elektrische krachten.
Definitie
Technisch gedefinieerd is de coulomb de hoeveelheid elektrische lading die wordt overgedragen door een stroom van 1 ampère tijdens 1 seconde. Dit wordt vaak kort weergegeven met de relatie:
Q = I · t
waarbij Q de elektrische lading in coulomb is, I de stroom in ampère en t de tijd in seconden.
Elementaire lading en elektronen
In metalen geleiders wordt de bewegende lading meestal door elektronen gedragen. In een elektrische draad zit de lading die beweegt in een deeltje dat elektron heet. Elk elektron draagt één negatieve elementaire lading.
Sinds de herdefinitie van het SI-stelsel in 2019 is de elementaire lading exact vastgelegd als e = 1,602176634×10−19 coulomb. Daarmee volgt:
- de lading van een elektron: −1,602176634×10−19 C;
- één coulomb komt overeen met ongeveer 6,241509074×1018 elementaire ladingen (elektronen of protonladingen).
Praktische voorbeelden
- Een stroom van 1 ampère betekent dat er elke seconde 1 coulomb aan lading door een doorsnede van de geleider gaat. In tien seconden zijn dat dus 10 C.
- Een stroom van 0,5 A gedurende 2 s transporteert Q = 0,5 · 2 = 1 C.
- Omdat de lading van één elektron zo klein is, bevat 1 C een zeer groot aantal deeltjes (ongeveer 6,24×1018 elektronen).
SI-context en eenheden
De coulomb is geen basiseenheid in het SI-stelsel; hij is afgeleid van de basiseenheid ampère en de seconde (1 C = 1 A · s). Na de herziening van het SI-systeem in 2019 is de ampère gedefinieerd via de exacte waarde van de elementaire lading, waardoor de coulomb indirect ook nauwkeurig vastligt.
Geschiedenis en naamgeving
De eenheid is genoemd naar Charles-Augustin de Coulomb, die met zijn experimenten en de door hem geformuleerde wet (Coulombs wet) de basis legde voor de kwantitatieve studie van elektrische krachten.
Kernpunten
- Symbolen en notatie: coulomb (C).
- Relatie: 1 C = 1 A · 1 s en Q = I · t.
- Verband met elementaire lading: e = 1,602176634×10−19 C (exact), dus 1 C ≈ 6,241509074×1018 elementaire ladingen.
- Coulomb kan positief of negatief zijn, afhankelijk van of het om positieve of negatieve dragers gaat.
Vragen en antwoorden
V: Wat is een coulomb?
A: Een coulomb is een eenheid van elektrische lading.
V: Wie is Charles-Augustin de Coulomb?
A: Charles-Augustin de Coulomb was een wetenschapper die eind 1700 elektrische lading bestudeerde. De coulomb is naar hem genoemd.
V: Wat is stroom in een elektrisch circuit?
A: Stroom in een elektrisch circuit is de beweging van elektrische lading.
V: Als een zaklamp een stroomsterkte van één ampère heeft, hoeveel coulomb lading gaat er dan per seconde doorheen?
Antwoord: Als een gloeilamp een stroomsterkte van één ampère heeft, gaat er elke seconde één coulomb lading doorheen.
V: Welk deeltje draagt de lading die in een elektrische draad beweegt?
Antwoord: Het deeltje dat de lading draagt die in een elektrische draad beweegt, is het elektron.
V: Wat is de kleinste elektrische lading in een stabiel deeltje?
A: De kleinste elektrische lading in een stabiel deeltje is de elementaire lading.
V: Hoeveel elementaire ladingen zijn er in een coulomb?
A: Er zijn 6.241.509.629.152.650.000 elementaire ladingen in een coulomb.
Zoek in de encyclopedie