Coulomb – Die Einheit der Elektrischen Ladung
Das Coulomb (Symbol: C) ist die Einheit der elektrischen Ladung im Internationalen Einheitensystem (SI). Es wurde definiert als die Menge an Elektrizität, die in einer Sekunde durch einen Strom von einem Ampere transportiert wird:
1 C = 1 A × 1 s.
Mit der Neufassung der Definition des Amperes und anderer SI-Basiseinheiten im Jahr 2019 wurde der numerische Wert der Elementarladung in Coulomb festgelegt und somit auch der Wert des Coulombs als ein Vielfaches der fundamentalen Ladung. Daher entspricht ein Coulomb ungefähr der Ladung von etwa 6.241509074460762607,776 Elementarladungen. Es ist unmöglich, genau 1 C an Ladung zu realisieren, da die Anzahl der Elementarladungen keine ganze Zahl ist.
Über Elektrische Ladung
Elektrische Ladung ist eine physikalische Größe und Eigenschaft der Materie, die sie veranlasst, eine Kraft zu erfahren, wenn sie in ein elektromagnetisches Feld gebracht wird. Es gibt zwei Arten von elektrischer Ladung: positive, übertragen durch Protonen, und negative, übertragen durch Elektronen. Ist die Gesamtladung null, spricht man von Neutralität. Gleichnamige Ladungen stoßen sich ab und ungleichnamige Ladungen ziehen sich an. Diese Tatsachen sind als das Erste Gesetz der Elektrostatik bekannt und werden manchmal als das Gesetz der elektrischen Ladungen bezeichnet.
Elementarladung
Die grundlegendste Einheit der Ladung ist die Größe der Ladung eines Elektrons oder Protons, die mit e bezeichnet wird. Der genaueste bekannte Wert ist:
e = 1.602176487 × 10-19C.
Ein Coulomb repräsentiert das Negative der Gesamtladung von etwa 6 × 1018 Elektronen. Im Alltag begegnen uns selten Ladungen in der Größe eines Coulombs. Durch Reibung alltäglicher Gegenstände (wie einem Kamm oder Lineal) erzeugte Ladungen liegen typischerweise bei einem Mikrocoulomb ( C = 10-6 C) oder weniger.
Beispiel: Elektrische Ladung
Bemerkenswert ist, dass in vier Litern Wasser etwa 2.1 × 108C an gesamter Elektronenladung vorhanden sind. Wenn wir zwei Flaschen einen Meter voneinander entfernt platzieren, stoßen die Elektronen in der einen Flasche die in der anderen Flasche mit einer Kraft von 4.1 × 1026N ab. Diese enorme Kraft ist vergleichbar mit der Kraft, die der Planet Erde wiegen würde, wenn er auf einer anderen Erde gewogen würde. Jedoch, wie erwähnt, gibt es auch positive Ladungen (Protonen), und diese Ladungen neigen dazu, sich gegenseitig aufzuheben.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Einheit der elektrischen Ladung?
Das Coulomb (Symbol: C) ist die Internationale Einheit der elektrischen Ladung.
Wie viele Elementarladungen gibt es in einem Coulomb?
Ein Coulomb entspricht ungefähr der Ladung von etwa 6.241509074460762607,776 Elementarladungen.
Wie viele Coulombs kann eine AA-Batterie transportieren?
Eine typische Alkaline- oder NiMH-Batterie im Standardformat „AA“ hat etwa 2000 bis 3000 mAh (oder 2 bis 3 Ah). Bei einer Zellenspannung von 1,2 V bis 1,5 V. Somit kann eine AA-Batterie etwa 3 × 60 × 60 = 10800 Coulombs transportieren.
