Coulomb

unitat de càrrega elèctrica del SI

El coulomb, expressat amb el símbol C, és la unitat de la càrrega elèctrica establerta pel Sistema Internacional. Es tracta d'una unitat derivada de l'ampere i relacionada amb el temps; correspon a la càrrega elèctrica transportada per un material conductor amb un corrent elèctric d'un ampere en un segon.[1][2]

Infotaula d'unitatcoulomb
Platinum-Iridium meter bar.jpg
La barra de platí-iridi que es va utilitzar com a prototip del metre entre el 1889 i el 1960.
Tipusunitat derivada del SI, unitat de càrrega elèctrica, unitat derivada del SI amb nom especial, unitat coherent del SI i UCUM base unit (en) Tradueix Modifica el valor a Wikidata
Sistema d'unitatsUnitat derivada del SI
Unitat deCàrrega elèctrica
SímbolC
EpònimCharles-Augustin de Coulomb
Conversions d'unitats
   Unitats base del SI   As
   Unitats CGS   2997924580 statC
   Unitats atòmiques   6.24150934(14)e×10^18
A unitats del SI1 C Modifica el valor a Wikidata

Atesa la redefinició de diverses unitats del Sistema Internacional l'any 2019, entre les quals s'hi inclogué l'ampere, en l'actualitat té un valor precís de 6.241.509.074.460.762.607,776 càrregues elementals (6.24·1018 e).[3] El nom d'aquesta unitat honora la figura del físic francès Charles-Augustin de Coulomb.[4]

D'aquesta manera, el coloumb pot definir-se amb l'expressió:

En què l'ampere (A) es relaciona amb el segon (s).[3] A més a més, el coulomb també pot ser definit en termes de capacitància i voltatge i per tant expressat com a:

En què la capacitància s'expressa en farads (F) i el voltatge, en volts (V).[5]

ExplicacióModifica

En principi, el coulomb pot ser definit en termes de càrrega d'un electró o càrrega elemental. Des que, a partir de les recomanacions del 1988 del Comitè Internacional de Pesos i Mesures, les mesures de les constants de Josephson i von Klitzing han esdevingut valors convencionals (KJ ≡ 4.835 979 e14 Hz/V i RK ≡ 2.581 280 7 e4 Ω) és possible combinar-les per tenir una definició alternativa, encara no oficial, del coulomb. Un coulomb seria igual a 6.241 509 629 152 65 e18 càrregues elementals.[3]

Si dues càrregues puntuals de +1 C es mantenen a 1 metre de distància, la força de repulsió que experimentarien vindria donada per la llei de Coulomb com 8.988 e9 N.[6] Que és aproximadament igual a la força gravitacional de 900.000 tones mètriques de massa a la superfície de la terra. Com que aquestes forces són tan grans, informalment es pot considerar que un coulomb és molta càrrega, a la vida real moltes coses no tenen un gran excedent de càrrega, per exemple, dos éssers humans posats a un metre de distància generalment no noten la força electroestàtica que hi ha entre ells, i tenen la capacitat de sentir una força de ~10 N (~1 kg). A partir d'això, es pot conjecturar que tenen una càrrega neta de menys de 30 µC.[7]

MúltiplesModifica

Múltiple Nom Símbol Múltiple Nom Símbol
100 coulomb C      
101 decacoulomb daC 10–1 decicoulomb dC
102 hectocoulomb hC 10–2 centicoulomb cC
103 quilocoulomb kC 10–3 mil·licoulomb mC
106 megacoulomb MC 10–6 microcoulomb µC
109 gigacoulomb GC 10–9 nanocoulomb nC
1012 teracoulomb TC 10–12 picocoulomb pC
1015 petacoulomb PC 10–15 femtocoulomb fC
1018 exacoulomb EC 10–18 attocoulomb aC
1021 zettacoulomb ZC 10–21 zeptocoulomb zC
1024 yottacoulomb YC 10–24 yoctocoulomb yC

Altres conversionsModifica

  • La càrrega elèctrica d'1 mol d'electrons (aproximadament 6,022×1023
    , o Nombre d'Avogadro) és conegut com a faraday (actualment -1 faraday, atès que els electrons tenen càrrega negativa). Un faraday equival a 96.485 341 5 kC (la constant de Faraday). En termes del nombre d'Avogadro (NA), un coulomb és igual a aproximadament 1,036×10−5
    NA càrregues elementals.[5]
  • 1 statcoulomb (statC), la unitat de càrrega electroestàtica del Sistema CGS, és aproximadament 3,3356×10−10
    C o 1/3 nC.[8]

Vegeu tambéModifica

ReferènciesModifica

  1. «coulomb». Diccionari de la llengua catalana de l'IEC. Institut d'Estudis Catalans.
  2. «Coulomb». L'Enciclopèdia.cat. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
  3. 3,0 3,1 3,2 The International System of Units (SI) (en anglès i francès). 9a edició. Pavillon de Breteuil: Bureau Internationaldes Poids et Mesures, 2019. ISBN 978-92-822-2272-0. 
  4. «coulomb | Unit, Symbol, & Definition» (en anglès). Enciclopèdia Britànica, 28-03-2018. [Consulta: 5 febrer 2021].
  5. 5,0 5,1 Patrick, Dale R.; Fardo, Stephen W. Electrical Power Systems Technology, Third Edition. (en anglès). 3a edició. Gistrup: CRC Press, 2020. ISBN 978-1-003-15147-0. 
  6. «(1 coulomb)^2 / (4 * pi * electric constant * 1 m^2) - Google Search».
  7. «sqrt(10 N * (4 * pi * electric constant * 1 m^2)) - Google Search».
  8. Condon, James J.; Ransom, Scott M. Essential radio astronomy (en anglès). Princeton: Princeton University Press, 2016, p. 333-334 (Princeton Series in Modern Observational Astronomy; 2). ISBN 978-1-4008-8116-1.