Кіріспе

Электр зарядының СИ жүйесінен алынған бірлігі

Кулон (символ: С) – Халықаралық бірліктер жүйесіндегі (СИ) электр зарядының бірлігі. Ол 1 секунд ішінде 1 амперлік токпен берілетін электр зарядына тең және элементарлық заряд e арқылы шамамен 6,241509 ретінде анықталады. 1878 жылы Британдық ғылымды дамыту қауымдастығы вольт, ом және фарадты анықтады, бірақ кулонды анықтамады. 1881 жылы Халықаралық электр конгресі, қазіргі Халықаралық электротехникалық комиссия (IEC), вольтты электр қозғалтқыш күшінің бірлігі ретінде, амперді электр тогының бірлігі ретінде және кулонды электр зарядының бірлігі ретінде бекітті. Сол кезде вольт – бұл потенциалдық айырмашылық [яғни, қазіргі кезде "кернеу (айырмашылығы)" деп аталатын] – бір амперлік ток бір ватт қуатты диссипациялайтын өткізгіш арқылы. Кулон (кейіннен "абсолюттік кулон" немесе "абкулон" нақтылау үшін) ЭҚЖ бірліктер жүйесінің бөлігі болды. Оның өлшеміне арналған зертханалық талаптарға негізделген "халықаралық кулонды" IEC 1908 жылы енгізді. "Көшірілетін бірліктердің" толық жиынтығы 1948 жылы қолданудан шығарылды және "халықаралық кулон" қазіргі заманғы кулонға айналды.

Анықтама

СИ кулонды элементарлық зарядтың мәнін e 1.602176634 деп қабылдап анықтайды, бірақ бұрын екі сым арасындағы күш арқылы анықталған. Кулон бастапқыда ампердің бұрынғы анықтамасын пайдаланып 1 А × 1 с ретінде анықталды. Ампердің және басқа да СИ негізгі бірліктерінің 2019 жылғы қайта анықталуы элементарлық зарядтың кулонмен өрнектелген сандық мәнін бекітті, соның салдарынан кулонның мәні негізгі зарядтың есесі ретінде де бекітілді. Бір кулон шамамен 6,241,509,074,460,762,607.776-ға тең (демек, элементарлық зарядтың толық есесі емес), бұл сан – элементарлық зарядтың кері шамасы. Кулон дәл…

SI префикстері

Басқа СИ бірліктері сияқты, кулонды да 10-ның дәрежесіне көбейтілетін префикс қосып өзгертуге болады.

Қайта құрулар

Элементар зарядтардың бір молының электр зарядының шамасы (шамамен Авогадро саны) зарядтың фарадей бірлігі деп аталады (Фарадей тұрақтысымен тығыз байланысты). Бір фарадей Авогадро тұрақтысы (NA) бойынша бір кулонға шамамен 1,036 × NA элементар зарядқа тең. Бір фарада конденсаторы бір вольттың кернеуі кезінде бір кулон зарядты сақтай алады. Бір ампер-сағат 3600-ге тең, сондықтан 1 А·с = 3,6 Кл. Бір статкуломб (statC), ескірген CGS электростатикалық заряд бірлігі (esu), шамамен 3,3356 немесе нанокуломбтың үштен бірі шамасындай.

Күнделікті өмірде

Материалдарды бір-біріне үйкеген кезде пайда болатын статикалық электр заряды әдетте бірнеше микрокулонға тең. Көбінесе, молния арқылы өтетін заряд мөлшері шамамен 15 С құрайды, бірақ ірі молниялар үшін бұл көрсеткіш 350 С-қа дейін жете алады. Құрамы сілтілік АА батареясы толық зарядталғаннан толық разрядталғанға дейін шамамен 5 = 5000 ≈ 1400 заряд мөлшерін өткізеді. Типикалық смартфон батареясы 10 800 ≈ 3000 заряд мөлшерін сақтай алады.