Atesa la redefinició de diverses unitats del Sistema Internacional l'any 2019, entre les quals s'hi inclogué l'ampere, en l'actualitat té un valor precís de 6 241 509 074 460 762 607,776càrregues elementals (6,242 × 1018).[3] El nom d'aquesta unitat honora la figura delfísicfrancèsCharles-Augustin de Coulomb.[4]
D'aquesta manera, el coulomb pot definir-se amb l'expressió:
En què l'ampere (A) es relaciona amb el segon (s).[3] A més a més, el coulomb també pot ser definit en termes decapacitància ivoltatge i, per tant, expressat com a:
En què la capacitància s'expressa enfarads (F) i el voltatge, envolts (V).[5]
Si duescàrregues puntuals de +1 C es mantenen a 1 metre de distància, laforça de repulsió que experimentarien fora expressada per lallei de Coulomb com 8,988 × 109 N.[6] Que és aproximadament igual a laforça gravitacional de 900 000 tones mètriques demassa a la superfície de laTerra. Com que aquestes forces són tan grans, informalment hom pot considerar que un coulomb és molta càrrega. A la vida quotidiana moltes coses no tenen un gran excedent de càrrega, per exemple, doséssers humans posats a un metre de distància generalment no noten la força electroestàtica que hi ha entre ells, i tenen la capacitat de sentir una força de ~10 N (~1 kg). A partir d'això, es pot conjecturar que tenen una càrrega neta de menys de 30 µC.[7]
Correspongué a laBritish Association for the Advancement of Science (Associació Britànica per al Progrés de les Ciències) la tasca de facilitar el primer conjunt de mesures elèctriques establert científicament. Arran de la proposta dels enginyers telegrafistes britànicsJosiah Latimer Clark (1822-1898) iCharles Tilston Bright (1833-1888), l'Associació Britànica adoptà, l'any 1861, un sistema d'unitats elèctriques i patrons —fonamentat primerament en el sistema absolut metre-gram-segon i, ulteriorment (1873), en el cegesimal (oCGS)—, el qual havia de donar compte de les diverses magnituds elèctriques.[8]
Logo de l'actual British Science Association.
La magnitud, sovint poc pràctica, de les unitats anteriors per a l'ús quotidià feu necessària la creació d'una segona sèrie d'unitats, derivades de les primeres, a les quals s'assignà una fracció o un nombre determinat d'unitats electromagnètiques. A aquestes unitats hom donà un nou nom, amb el qual es pretenia retre homenatge a diverses figures insignes de lahistòria de l'electricitat. En aquest sentit, s'anomenàvolt la nova unitat electromagnètica de tensió oforça electromotriu;ohm, la unitat deresistència; ifarad, la unitat de càrrega o quantitat elèctrica, nom que també es conferí a la unitat decapacitància. La unitat d'intensitat, per acabar, es denominàweber a proposta de J.L. Clark, si bé alguns erudits preferiren emprar l'expressiófarad per segon. Així mateix, es formaren múltiples i submúltiples de les unitats esmentades a partir dels prefixos d'ús habitual.[8]
La cientificitat i l'homogeneïtat del sistema de la British Association feren que la seva proposta esdevingués un preludi de què serien els acords internacionals del Congrés d'Electricistes, el qual es reuní el 15 de setembre de 1881 en elPalau del Trocadéro amb motiu de l'Exposició Internacional d'Electricitat de París (1 d'agost - 15 de novembre). De les diverses discussions i debats en resultaren els acords següents: a) se sancionà elsistema CGS d'unitats elèctriques com a sistema universal de mesures; b) es mantingueren elvolt, l'ohm i elfarad per a designar, respectivament, les unitats de força electromotriu, resistència i capacitància elèctriques; c) la unitat d'intensitat, seguint la recomanació deJoseph J. Thomson (1856-1940), s'anomenàampere, en substitució de la denominació britànicaweber; i d) es designà amb el nom decoulomb la unitat de quantitat o càrrega elèctrica.[8]
L'any 1889, el Congrés Electrotècnic, reunit a París, decidí sancionar eljoule, elwatt i elquadrant com a unitats de treball, potència i inducció, respectivament. L'any 1891 (Frankfurt), s'hi acordà l'ús de les abreviatures següents: A (ampere), C (coulomb), F (farad), J (joule), O (ohm), V (volt), W (watt).[8]
No fou fins al 1935 que la Comissió Internacional Electrotècnica sol·licità a l'Oficina Internacional de Pesos i Mesures (BIPM) l'adopció d'unitats per a mesurar l'energia elèctrica proposant com a unitats elèctriques l'ampere, el coulomb, l'ohm i el volt. D'aquestes unitats s'acceptà només l'ampere, que s'afegí al sistema establert MKS, quedant com a sistema nou el MKSA (metre-kelvin-segon-ampere).[9] El coulomb fou acceptat el 1946.[10]
Charles-Augustin de Coulomb (nat el 14 de juny de 1736 aAngulema, França; traspassat el 23 d'agost de 1806 a París) fou un físic francès particularment cèlebre per la formulació de lallei de Coulomb, la qual postulà que la força entre dues càrregues elèctriques era proporcional al producte de les càrregues i inversament proporcional al quadrat de la distància que les separava. La força de Coulomb constituí una de les forces principals implicades en les reaccions atòmiques.[11]
Coulomb passà vuit anys, del 1764 al 1772, aMartinica, a lesÍndies Occidentals, com aenginyer militar, i retornà a França amb la salut minvada, de la qual patí la resta de sa vida. En esclatar laRevolució Francesa, es retirà a una petita finca aBlois, departament deLoir i Cher, i es consagrà a la investigació científica. L'any 1802 fou nomenat inspector d'instrucció pública.[11]
Coulomb desenvolupà la seva llei com a corol·lari del seu afany per investigar la llei de les repulsions elèctriques tal com l'enuncià el científic anglèsJoseph Priestley (1733-1804). A tal fi, enginyà aparells sensibles, incloent-hi unabalança de torsió per a mesurar les forces elèctriques implicades en la llei de Priestley, i publicà les seves troballes entre el 1785 i el 1789. Així mateix, establí la llei del quadrat invers de l'atracció i la repulsió de pols magnètics de signe contrari i del mateix signe, la qual esdevingué el fonament de la teoria matemàtica de les forces magnètiques desenvolupada pel físic i matemàtic francèsSiméon-Denis Poisson (1781-1840). També investigà sobre la fricció en la maquinària, sobre els molins de vent i sobre l'elasticitat de les fibres metàl·liques i de seda.[11]
La mesura del coulomb (C) es pot efectuar de les maneres següents segons la BIPM:
a) Mitjançant el mesurament de la durada, expressada en termes de la unitat SI de temps, el segon (s), del flux d'uncorrent elèctric conegut en termes de l'ampere.[12]
b) Determinant la quantitat de càrrega dipositada en uncondensador conegut en termes del farad (F) emprant la relació entre unitats i mesurant ladiferència de potencial als extrems del condensador, expressada en termes del volt (V) —al seu torn determinat mitjançant l'efecte Josephson—, així com el valor de laconstant de Josephson.[12]
Bateria detelèfon mòbil. Té una càrrega de 1 500 mA·h, equivalents a 5 400 C.
Encara que el coulomb és una unitat derivada delSistema Internacional, en lesbateries elèctriques és molt freqüent utilitzar la unitatAh (ampere-hora), que reflecteix la quantitat de càrrega total que pot acumular una bateria. L'equivalència és:
Segons lallei de Coulomb, dues càrregues elèctriques puntuals d'un coulomb cadascuna i separades un metre al buit exerceixen entre si una força d'uns 9 × 10⁹ N, aproximadament el pes de la Terra sobre un objecte de 900 000 000 kg.
càlcul: amb i les càrregues de dos cossosa ib en coulombs, sent:
la força electroestàtica que s'aplica entre ells;
la distància entre ells en metres;
.
A la pràctica, el coulomb és una unitat massa gran per expressar quantitats de càrrega estàtica i, en general, es reemplaça pels seus submúltiples, com mil·licoulombs (mC), microcoulombs (μC) o nanocoulombs (nC).
La càrrega elèctrica d'1mol d'electrons (aproximadament6,022×1023, oconstant d'Avogadro) és conegut com afaraday (realment -1 faraday, atès que els electrons tenen càrrega negativa). Un faraday equival a 96,485 341 5 kC (laconstant de Faraday). En termes de la constant d'Avogadro (NA), un coulomb és igual a aproximadament1,036×10−5 NA càrregues elementals.[5]
1statcoulomb (statC), la unitat de càrrega electroestàtica delSistema CGS, és aproximadament3,3356×10−10 C o 1/3 nC.[13]
↑8,08,18,28,3Moreno Villanueva, José Antonio «Las unidades eléctricas: aspectos terminológicos». Estudios de historia de las técnicas, la arqueología industrial y las ciencias: VI Congreso de la Sociedad Española de Historia de las Ciencias y de las Técnicas, Segovia-La Granja, 9 al 13 septiembre 1996, pàg. 713-724.
↑11,011,111,2The Editors of Encyclopaedia Britannica. «Charles-Augustin de Coulomb». Encyclopedia Britannica, 19-08-2024. Arxivat de l'original el 28 de setembre 2017. [Consulta: 18 maig 2025].
↑Condon, James J.; Ransom, Scott M.Essential radio astronomy (en anglès). Princeton: Princeton University Press, 2016, p. 333-334 (Princeton Series in Modern Observational Astronomy; 2).ISBN 978-1-4008-8116-1.
_04.jpg)
