Кулон

(преусмерено са Кулон (јединица))

Кулон (енгл, фр. coulomb; симбол: C) је СИ јединица наелектрисања и дефинише се као количина наелектрисања коју пренесе електрична струја јачине једног ампера за једну секунду.[2] Кулон је 6,241506×1018 пута већи од наелектрисања једног електрона. Кулон је добио назив по Шарл-Огистен де Кулону.[3]

кулон
Charles de Coulomb.png
Шарл-Огистен де Кулон, по коме је јединица добила име
Информације о јединици
СистемМеђународни систем јединица
ЈединицаНаелектрисање
СимболC 
Именован поШарл-Огистен де Кулон
Јединична претварања
1 C у ...... је једнак са ...
   Основне јединице СИ система   As
   CGS јединице   2997924580 statC
   Атомске јединице   6.241509074e×10^18[1]

Историјски је кулон дефинисан као наелектрисање које се испоручује електричном струјом од једног ампера у једној секунди, при чему је ампер дефинисан као струја потребна за генерисање магнетне силе од 0,2 микроњутна по метру између 2 паралелне жице удаљене 1 метар.[4] Према редефинисању основних јединица СИ из 2019. године,[5][6] које је ступило на снагу 20. маја 2019. године, елементарном наелектрисању је додељена тачна вредност од 1,602,176,634×10−19 C,[2] чинећи кулон тачно 1/(1,602,176,634×10−19) = 1019/1,602,176,634 елементарних набоја. Исти број електрона има исту величину, али супротан знак наелектрисања, односно наелектрисање од -1 C. Ово чини кулон једном од ретких СИ јединица које зависе од вредности само једне од константи која дефинише СИ. Упркос томе, кулон је помало нескладно, и даље класификован као изведена јединица, а ампер је и даље класификован као основна јединица СИ.

Име и нотацијаУреди

Кулон је добио име по Шарл-Огистен де Кулону. Као и код сваке СИ јединице која је названа по особу, њен симбол почиње великим словом (C), али када је написан у целости, следи правила за писање великим словом заједничких именица; тј. „кулон” се пише великим словом на почетку реченице и у насловима, док се иначе пише малим словом.[7]

ДефиницијаУреди

СИ дефинише кулон у смислу ампера и секунде: 1 C = 1 A × 1 s.[8] Редефинисање ампера и других основних јединица СИ из 2019. фиксирало је нумеричку вредност елементарног наелектрисања када је изражено у кулонима, и стога је фиксирало вредност кулона када је изражен као вишекратник основног наелектрисања (нумеричке вредности тих величина су [[[multiplicative inverse|мултипликативне]] инверзне вредности једни од других). Ампер се дефинише узимањем фиксне нумеричке вредности елементарног наелектрисања e на 1,602,176,634×10−19 кулона.[9] Ампер је раније дефинисан у смислу две жице бесконачног опсега.

Дакле, 1 кулон је тачно

 

елементарних набоја где је   и бројилац   је прост број. Дакле, један кулон је наелектрисање од приближно 6,241,509,074,460,762,607,776 елементарних наелектрисања, где је број реципрочан од 1,602,176,634×10−19 C.[10] Немогуће је реализовати тачно 1 C наелектрисања, пошто број елементарних наелектрисања није цео број.

До 1878. Британско удружење за унапређење науке дефинисало је волт, ох и фарад, али не и кулон.[11] Године 1881, Међународни електрични конгрес, сада Међународна електротехничка комисија (IEC), одобрио је волт као јединицу за електромоторну силу, ампер као јединицу за електричну струју и кулон као јединицу електричног набоја.[12] У то време, волт је дефинисан као разлика потенцијала, тј. оно што се данас назива „напон”, преко проводника када струја од једног ампера распрши један ват снаге. Кулон (касније „апсолутни кулон” или „абкулон” за вишезначност) је био део EMU система јединица. „Међународни кулон” заснован на лабораторијским спецификацијама за његово мерење увео је IEC 1908. Читав скуп „репродуктибилних јединица” је напуштен 1948. и „међународни кулон” је постао модерни кулон.[13]

Алтернативна дефиницијаУреди

Пошто су Џозефсоновој и фон Клицинговој константи дате конвенцијом утврђене вредности, могуће је да се комбинују ове вредности (KJ ≡ 4,835 979×1014 Hz/V и RK ≡ 2,5812807×104 Ω) како би се створила алтернативна (не још званична) дефиниција кулона. Тада је кулон тачно 6,24150962915265×1018 елементарног наелектрисања.

СИ префиксиУреди

Као и друге СИ јединице, кулон се може модификовати додавањем префикса који га множи са степеном од 10.


СИ умношци кулона (C)
Подумношци Умножци
Вредност СИ симбол Назив Вредност СИ симбол Назив
10−1 C dC децикулон 101 C daC декакулон
10−2 C cC центикулон 102 C hC хектокулон
10−3 C mC миликулон 103 C kC килокулон
10−6 C µC микрокулон 106 C MC мегакулон
10−9 C nC нанокулон 109 C GC гигакулон
10−12 C pC пикокулон 1012 C TC теракулон
10−15 C fC фемтокулон 1015 C PC петакулон
10−18 C aC атокулон 1018 C EC ексакулон
10−21 C zC зептокулон 1021 C ZC зетакулон
10−24 C yC јоктокулон 1024 C YC јотакулон
Уобичајени умношци су подебљани.

КонверзијеУреди

У свакодневној употребиУреди

  • Наелектрисања у статичком електрицитету услед трљања материјала су обично неколико микрокулона.[15]
  • Количина наелектрисања која путује кроз муњу је типично око 15 C, иако за велике ударе то може бити и до 350 C.[16]
  • Количина наелектрисања које путује кроз типичну алкалну АА батерију[17][18] од потпуног пуњења до пражњења је око 5 kC = 5000 C ≈ 1400 mA⋅h.[19]
  • Типична батерија паметног телефона може да држи 10,800 C ≈ 3000 mA⋅h.

Види јошУреди

РеференцеУреди

  1. ^ 6,241,509,126(38)×1018 is the reciprocal of the 2014 CODATA recommended value 1,602,176,6208(98)×10−19 for the elementary charge in coulomb.
  2. ^ а б „SI Brochure (2019)” (PDF). SI Brochure. BIPM. стр. 127. Приступљено 23. 5. 2019. 
  3. ^ The "International Coulomb" was defined in modification of the International System of Electrical and Magnetic Units by the International Conference on Electrical Units and Standards (London, 1908) and adopted into the International System of Units in 1948. The name coulomb had already been used in earlier systems proposed by the British Science Association, hence the qualifier "international".
  4. ^ „A Turning Point for Humanity: Redefining the World’s Measurement System, page Ampere: Introduction”. nist.gov. NIST. Приступљено 10. 3. 2022. 
  5. ^ „BIPM statement: Information for users about the proposed revision of the SI” (PDF). Архивирано (PDF) из оригинала на датум 21. 1. 2018. Приступљено 5. 5. 2018. 
  6. ^ „Decision CIPM/105-13 (October 2016)”. Архивирано из оригинала на датум 24. 8. 2017. Приступљено 31. 8. 2017. 
  7. ^ „SI Brochure, Appendix 1” (PDF). BIPM. стр. 144. 
  8. ^ „SI brochure (2019)” (PDF). SI Brochure. BIPM. стр. 130. Приступљено 23. 5. 2019. 
  9. ^ „SI brochure (2019)” (PDF). SI Brochure. BIPM. стр. 132. Приступљено 23. 5. 2019. 
  10. ^ „2018 CODATA Value: elementary charge”. The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20. 5. 2019. Приступљено 2019-05-20. 
  11. ^ W. Thomson, et al. (1873) "First report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units," Report of the 43rd Meeting of the British Association for the Advancement of Science (Bradford, September 1873), pp. 222–225. From p. 223: "The "ohm," as represented by the original standard coil, is approximately 109 C.G.S. units of resistance; the "volt" is approximately 108 C.G.S. units of electromotive force; and the "farad" is approximately 1/109 of the C.G.S. unit of capacity."
  12. ^ (Anon.) (September 24, 1881) "The Electrical Congress," The Electrician, 7 .
  13. ^ Donald Fenna, A Dictionary of Weights, Measures, and Units, OUP (2002), 51f.
  14. ^ „2018 CODATA Value: Faraday constant”. The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20. 5. 2019. Приступљено 2019-05-20. 
  15. ^ Martin Karl W. Pohl. „Physics: Principles with Applications” (PDF). DESY. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 2011-07-18. 
  16. ^ Hasbrouck, Richard. Mitigating Lightning Hazards Архивирано 2013-10-05 на сајту Wayback Machine, Science & Technology Review May 1996. Retrieved on 2009-04-26.
  17. ^ Classic (LR6) datasheet from energizer.com
  18. ^ „What are UM3 Batteries?”. Ask Media Group, LLC. Приступљено 29. 3. 2020. 
  19. ^ How to do everything with digital photography – David Huss, стр. 23, на сајту Гугл књиге, "The capacity range of an AA battery is typically from 1100–2200 mAh."

ЛитератураУреди

Спољашње везеУреди

  •   Медији везани за чланак Кулон на Викимедијиној остави