คูลอมบ์

คูลอมบ์ (อังกฤษ: coulomb ย่อ: C) เป็นหน่วยวัดประจุไฟฟ้าในระบบหน่วยระหว่างประเทศ ตั้งชื่อตาม "ชาร์ล-โอกุสแต็ง เดอ กูลง" นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส สำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศให้คำนิยามไว้ว่า หนึ่งคูลอมบ์ คือ ปริมาณประจุไฟฟ้าที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าหนึ่งแอมแปร์คูณด้วยเวลาหนึ่งวินาที

$1~{\text{C}}=1~{\text{A}}\cdot 1~{\text{s}}$

นอกจากนี้ หนึ่งคูลอมบ์ยังหมายถึงประจุไฟฟ้าที่สะสมในตัวเก็บประจุซึ่งมีความจุ 1 ฟารัด และวางต่อคร่อมความต่างศักย์ 1 โวลต์

$1~{\text{C}}=1~{\text{F}}\cdot 1~{\text{V}}$

ปริมาณประจุไฟฟ้า 1 C มีค่าเท่ากับจำนวนโปรตอน 6.242×10¹⁸ ตัว หรือ 1.036×10⁻⁵ mol ส่วน −1 C มีค่าเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน 6.242×10¹⁸ ตัว

นิยาม

ระบบหน่วยระหว่างประเทศให้นิยามหน่วยคูลอมบ์ไว้ว่าเป็นจำนวนประจุสะสมเนื่องจากกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ใน 1 วินาที หรือ 1 C = 1 A × 1 s. โดยที่ 1 วินาที มีความสัมพันธ์กับความถี่ของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากอะตอมซีเซียม และกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ นิยามตามแรงระหว่างแท่งลวดที่มีกระแสไหลผ่าน ตามกฎแรงของแอมแปร์ (Ampère's force law)

การแปลงหน่วยและข้อควรรู้

• หนึ่งคูลอมบ์เป็นขนาดของประจุไฟฟ้า คิดเป็นจำนวนโปรตอนหรืออิเล็กตรอนอย่างหนึ่งอย่างใด 6.24150934(14)×10^¹⁸ ตัว อนึ่งค่า 6.24150934(14)×10^¹⁸ คือส่วนกลับของประจุมูลฐานหรือประจุต่อโปรตอน/อิเล็กตรอนหนึ่งตัว ซึ่งมีค่า 1.602176565(35)×10^⁻¹⁹
• ปริมาณประจุไฟฟ้าต่อสสารหนึ่งโมล (ซึ่งมีปริมาณอนุภาคเท่ากับ 6.022×10²³ ตัว หรือเท่ากับเลขอาโวกาโดร) คือค่าคงตัวของฟาราเดย์ มีค่าเท่ากับ 96485.3399 คูลอมบ์เทียบเท่ากับอนุภาค 1.036 × N_A×10⁻⁵ ตัว โดย N_A เป็นเลขอาโวกาโดร
• หนึ่งแอมแปร์-ชั่วโมง เท่ากับ 3600 C ∴ 1 mA⋅h = 3.6 C.
• หนึ่งสแตตคูลอมบ์ (statC) ซึ่งเป็นหน่วยประจุไฟฟ้าในระบบซีจีเอส มีค่าเท่ากับ 3.3356×10⁻¹⁰ C หรือประมาณหนึ่งในสามของนาโนคูลอมบ์
• ไฟฟ้าสถิตจากการถูวัตถุด้วยกันมีค่าเพียงระดับไมโครคูลอมบ์
• ปริมาณประจุไฟฟ้าอันเนื่องมาจากสายฟ้ามีค่าประมาณ 15 C บางทีอาจสูงได้ถึง 350 C
• ปริมาณประจุไฟฟ้าที่จ่ายจากแบตเตอรี่แอลคาไลน์ขนาด AA มีค่าประมาณ 5 kC = 5000 C ≈ 1400 mA⋅h