Coulomb: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 2. Juni 2021, 12:20 Uhr

Physikalische Einheit
Einheitenname	Coulomb
Einheitenzeichen	$\mathrm {C}$
Physikalische Größe(n)	Elektrische Ladung
Formelzeichen	$$ Q $$ , $$ q $$
Dimension	${\mathsf {I\;T}}$
System	Internationales Einheitensystem
In SI-Einheiten	$\mathrm {1\;C=1\;As}$
Benannt nach	Charles Augustin de Coulomb
Abgeleitet von	Ampere, Sekunde
Siehe auch: Amperestunde

Das Coulomb [kuˈlõː] (Einheitenzeichen: C, früher Cb) ist die SI-Einheit der elektrischen Ladung (Formelzeichen Q oder q). Es ist nach dem französischen Physiker Charles Augustin de Coulomb benannt.

1 Coulomb ist die elektrische Ladung, die innerhalb einer Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters transportiert wird, in dem ein elektrischer Strom der Stärke von einem Ampere fließt:

1\,\mathrm {C} =1\,\mathrm {A} \cdot 1\,\mathrm {s}

Das Coulomb wird daher auch als Amperesekunde (As) bezeichnet. Die zur Kennzeichnung der Batteriekapazität übliche Amperestunde (Ah) beträgt entsprechend 3600 As = 3600 C.

Definition

Die Definition der Einheiten Coulomb und Ampere basiert auf der Elementarladung, die als exakt $e=1{,}602\,176\,634\cdot 10^{-19}\,\mathrm {C}$ festgelegt wurde, siehe Internationales Einheitensystem.

Historisches

Die beiden englischen Elektro-Ingenieure Josiah Latimer Clark und Charles Tilston Bright schlugen 1861 das Farad zur Ehre des englischen Physikers Michael Faraday als Einheit für die elektrische Ladung vor. 1881 legte der Internationale Elektrizitätskongress jedoch das Coulomb als Einheit für die elektrische Ladung und das Farad als Einheit für die elektrische Kapazität fest.

Die heutige Definition des Coulomb durch Festlegung der Elementarladung wurde am 16. November 2018 auf der 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht beschlossen und trat zum 20. Mai 2019 in Kraft. Zuvor war das Ampere über die Lorentzkraft des elektrischen Stroms definiert gewesen, und das Coulomb als eine Amperesekunde.

Weblinks

Wiktionary: Coulomb – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Quellen

Le Système international d’unités, 9e édition, 2019, die sogenannte „SI-Broschüre“, BIPM (englisch, französisch)

Vorlage:Navigationsleiste SI-Einheiten

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 | Dimension        = <math>\mathsf{I\;T}</math>
 | System           = SI
-| SI               = <math>\mathrm{1 \, C = 1 \; A s}</math>
+| SI               = <math>\mathrm{1 \; C = 1 \; A s}</math>
 | BenanntNach      = [[Charles Augustin de Coulomb]]
 | AbgeleitetVon    = [[Ampere]], [[Sekunde]]
 | SieheAuch        = [[Amperestunde]]
 }}
-Das '''Coulomb''' [{{IPA|kuˈlõː}}] ([[Einheitenzeichen]]: C, früher Cb) ist die abgeleitete [[SI-Einheit]] der [[Elektrische Ladung|elektrischen Ladung]] ([[Formelzeichen]] ''Q'' oder ''q''). Es ist nach dem französischen Physiker [[Charles Augustin de Coulomb]] benannt.
+Das '''Coulomb''' [{{IPA|kuˈlõː}}] ([[Einheitenzeichen]]: C, früher Cb) ist die [[SI-Einheit]] der [[Elektrische Ladung|elektrischen Ladung]] ([[Formelzeichen]] ''Q'' oder ''q''). Es ist nach dem französischen Physiker [[Charles Augustin de Coulomb]] benannt.
-Coulomb ist definiert als die elektrische Ladung, die innerhalb einer Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters transportiert wird, in dem ein [[elektrischer Strom]] der [[Stromstärke|Stärke]] von einem [[Ampere]] fließt:
+Coulomb ist die elektrische Ladung, die innerhalb einer Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters transportiert wird, in dem ein [[elektrischer Strom]] der [[Stromstärke|Stärke]] von einem [[Ampere]] fließt:
 :<math>1\,\mathrm{C} = 1\,\mathrm{A} \cdot 1\,\mathrm{s}</math>
-Das Coulomb wird daher auch als '''Amperesekunde''' (As) bezeichnet. Die zur Kennzeichnung der [[Batterie (Elektrotechnik)#Grundlagen|Batterie-Kapazität]] übliche [[Amperestunde]] (Ah) beträgt entsprechend 3600&nbsp;As bzw. 3600&nbsp;C.
+Das Coulomb wird daher auch als '''Amperesekunde''' (As) bezeichnet. Die zur Kennzeichnung der [[Batterie (Elektrotechnik)#Grundlagen|Batteriekapazität]] übliche [[Amperestunde]] (Ah) beträgt entsprechend 3600&nbsp;As = 3600&nbsp;C.
-== Vergleich mit der elektrischen Elementarladung ==
+== Definition ==
-Eine in der Natur auftretende makroskopische elektrische Ladung ''Q'' ist erfahrungsgemäß immer ein ganzzahliges Vielfaches der [[Elementarladung]] ''e''. Die Einheiten des [[Internationales Einheitensystem|SI-Einheitensystems]] wurden jedoch willkürlich festgelegt. Daher ist nicht zu erwarten, dass 1 Coulomb ebenfalls ein ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung ist.
+Die Definition der Einheiten Coulomb und Ampere basiert auf der [[Elementarladung]], die als exakt <math> e = 1{,}602\,176\,634\cdot 10^{-19} \, \mathrm{C}</math> festgelegt wurde, siehe [[Internationales Einheitensystem#Neudefinition2019|Internationales Einheitensystem]].
-Die Basiseinheit ''Sekunde'' ist als exaktes Vielfaches einer gewissen natürlichen Zeitspanne festgelegt. Analog dazu ''könnte'' man im Prinzip das Coulomb durch die Angabe einer ganzen Zahl von Elementarladungen ''definieren'' und die Basiseinheit Ampere darauf zurückführen. Eine solche Änderung des Einheitensystems ist aber nicht geplant.
-Die Elementarladung <math>e</math> kann (unter anderem) als Kombination der [[Josephson-Konstante]]n ''K''<sub>J</sub> und der [[von-Klitzing-Konstante]]n ''R''<sub>K</sub> dargestellt werden:
-:<math>e = \frac{2} {K_{\mathrm{J}} \cdot R_{\mathrm{K}}}</math>
-Für diese beiden Konstanten wurden im Jahre 1990 Werte durch Konvention (Übereinkunft) festgelegt. Aus ihnen ergibt sich, dass auf 1 Coulomb 6.241.509.629.152.650.000 Elementarladungen entfallen, eine ganze Zahl; dies liegt aber nur an den endlichen Stellenzahlen der beiden Werte und bedeutet nicht ein tatsächlich ganzzahliges Verhältnis.
 == Historisches ==
-Das Coulomb hat die elektrostatische [[CGS-Einheitensystem|CGS]]-Einheit ESU oder [[Franklin (Einheit)|Franklin]] (Fr) ersetzt:
-:<math>\begin{alignat}{2} & 1 \, \mathrm{C}                       \ && \mathrel{\widehat{=}} \frac{10 \cdot c_0}{1 \, \mathrm{m/s}} \, \mathrm{Fr}\\
+Die beiden englischen Elektro-Ingenieure [[Josiah Latimer Clark]] und [[Charles Tilston Bright]] schlugen 1861 das ''[[Farad]]'' zur Ehre des englischen Physikers [[Michael Faraday]] als Einheit für die elektrische Ladung vor. 1881 legte der [[Internationaler Elektrizitätskongress|Internationale Elektrizitätskongress]] jedoch das Coulomb als Einheit für die elektrische Ladung und das Farad als Einheit für die [[elektrische Kapazität]] fest.
-       \Leftrightarrow \  & 1 \, \mathrm{C}                       \ && \mathrel{\widehat{\approx}} \ 2.997.924.580 \,\mathrm{Fr}\\
-       \Leftrightarrow \  & 3,335641 \cdot 10^{-10} \, \mathrm{C} \ && \mathrel{\widehat{\approx}} \ 1 \, \mathrm{Fr}\end{alignat}</math>
-mit der [[Lichtgeschwindigkeit]] <math>c_0 = 299.792.458 \ \mathrm{m/s}.</math>
-== Siehe auch ==
+Die heutige Definition des Coulomb durch Festlegung der Elementarladung wurde am 16. November 2018 auf der 26. [[Generalkonferenz für Maß und Gewicht]] beschlossen und trat zum 20. Mai 2019 in Kraft. Zuvor war das Ampere über die [[Lorentzkraft]] des elektrischen Stroms definiert gewesen, und das Coulomb als eine Amperesekunde.
-* [[Faraday-Konstante]]
-* [[Coulombsches Gesetz]]
 == Weblinks ==
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 == Quellen ==
-* {{Literatur |Titel=Das Internationale Einheitensystem (SI) | TitelErg=Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre ''Le Système international d‘unités/The International System of Units (8e edition, 2006)'' | Sammelwerk=PTB-Mitteilungen | Band=117. Jg. | Nummer=2 | Jahr=2007 | Hrsg=[[Physikalisch-Technische Bundesanstalt]] | Übersetzer=Cecile Charvieux | Online=[http://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/publikationen/DasInternationaleEinheitensystem.pdf PDF; 1,4&nbsp;MB]}}
+<!-- Veraltet!! raus, bis übersetzung der 9. Aufl verfügbar ****
+* {{Literatur |Titel=Das Internationale Einheitensystem (SI) | TitelErg=Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d’unités/The International System of Units (8e édition, 2006)“ | Sammelwerk=PTB-Mitteilungen | Band=117 | Nummer=2 | Jahr=2007 |Übersetzer=Cécile Charvieux |Online=[https://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/Themenrundgaenge/ImWeltweitenNetzDerMetrologie/si.pdf Online] |Format=PDF |KBytes=1400}}
+-->
+* [https://www.bipm.org/en/publications/si-brochure/ Le Système international d’unités, 9e&nbsp;édition, 2019], die sogenannte „SI-Broschüre“, [[Internationales Büro für Maß und Gewicht|BIPM]] (englisch, französisch)
+{{Navigationsleiste SI-Einheiten}}
 [[Kategorie:Elektromagnetische Einheit]]