Il coulomb (simbolo C) è l'unità SI della carica elettrica. Prende il nome da Charles‑Augustin de Coulomb.
Definizione tecnica
Il coulomb è una misura di carica elettrica. Formalmente, 1 coulomb è la quantità di carica trasportata da una corrente di 1 ampere che scorre per 1 secondo. In notazione simbolica: 1 C = 1 A · 1 s.
Corrente e misure
Il moto di carica in un conduttore è detto corrente elettrica. Per dare un'idea pratica: una corrente costante di 1 A trasferisce 1 C ogni secondo; quindi 10 s a 1 A corrispondono a 10 C trasferiti.
Particelle e carica elementare
Nel caso dei metalli la carica mobile è principalmente portata dagli elettroni. Ogni elettrone possiede una piccola carica elettrica negativa chiamata carica elementare. Da quando il Sistema Internazionale è stato ridefinito (2019), la carica elementare è esattamente e = 1,602176634×10^−19 C. Di conseguenza, in un coulomb sono contenute circa 6,241509074×10^18 cariche elementari.
Unità correlate e conversioni
- Relazione fondamentale: 1 C = 1 A · s.
- Multipli e sottomultipli comuni: milliecoulomb (mC = 10^−3 C), microcoulomb (μC = 10^−6 C), nanocoulomb (nC = 10^−9 C).
- Altre unità pratiche: 1 ampere‑ora (1 Ah) corrisponde a 3600 C.
Storia
L'unità è intitolata a Charles‑Augustin de Coulomb, fisico francese del XVIII secolo che formulò la legge che descrive le forze tra cariche puntiformi. Il suo lavoro è alla base dell'elettrostatica classica.
Esempi e ordini di grandezza
- Piccole cariche misurate in elettronica: segnali possono avere cariche dell'ordine di microcoulomb o nanocoulomb.
- Accumuli utili di carica: una batteria da 2 Ah contiene circa 7200 C (2 × 3600).
- In genere la carica in dispositivi elettrici è quantificata integrando la corrente nel tempo: Q = ∫ I(t) dt.
Strumenti per la misura della carica generalmente si basano sulla misura della corrente e sull'integrazione temporale; per applicazioni specializzate esistono contatori di carica (coulombmeter) e tecniche elettrostatiche dedicate.