Coulomb

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}

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

Das Coulomb (Symbol: C) ist die abgeleitete SI-Einheit der elektrischen Ladung. Bei der Neudefinition der SI-Basiseinheiten im Jahr 2019 wurde der Elementarladung der exakte Wert von 1,602176634×10-19 C zugewiesen, wodurch das Coulomb genau 1/(1,602176634×10-19) Elementarladungen entspricht. ⓘ

Name und Schreibweise

Das Coulomb ist nach Charles-Augustin de Coulomb benannt. Wie bei jeder SI-Einheit, die nach einer Person benannt ist, beginnt das Symbol mit einem Großbuchstaben (C), aber wenn es ausgeschrieben wird, folgt es den Regeln für die Großschreibung eines gewöhnlichen Substantivs; d. h. "Coulomb" wird am Anfang eines Satzes und in Titeln großgeschrieben, aber ansonsten klein geschrieben. ⓘ

Definition

Das SI definiert das Coulomb in Bezug auf das Ampere und die Sekunde: 1 C = 1 A × 1 s. Bei der Neudefinition des Ampere und anderer SI-Basiseinheiten im Jahr 2019 wurde der Zahlenwert der Elementarladung, ausgedrückt in Coulomb, und somit auch der Wert des Coulomb, ausgedrückt als Vielfaches der Elementarladung, festgelegt (die Zahlenwerte dieser Größen sind die multiplikativen Umkehrungen voneinander). Das Ampere wird definiert, indem man den festen Zahlenwert der Elementarladung e mit 1,602176634×10-19 Coulomb annimmt. Das Ampere wurde früher durch zwei Drähte von unendlicher Länge definiert. ⓘ

Ein Coulomb ist also die Ladung von etwa 6241509074460762607,776 Elementarladungen, wobei die Zahl der Kehrwert von 1,602176634×10-19 C ist. Es ist unmöglich, genau 1 C Ladung zu realisieren, da die Anzahl der Elementarladungen nicht ganzzahlig ist. ⓘ

Bis 1878 hatte die British Association for the Advancement of Science das Volt, das Ohm und das Farad definiert, nicht aber das Coulomb. 1881 genehmigte der Internationale Elektrokongress, die heutige Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC), das Volt als Einheit für die elektromotorische Kraft, das Ampere als Einheit für den elektrischen Strom und das Coulomb als Einheit für die elektrische Ladung. Damals wurde das Volt als die Potenzialdifferenz [d. h. das, was man heute als "Spannung (Differenz)" bezeichnet] über einem Leiter definiert, wenn ein Strom von einem Ampere ein Watt Leistung abgibt. Das Coulomb (später "absolutes Coulomb" oder "Abcoulomb" zur Unterscheidung) war Teil des Einheitensystems der EWU. Das "internationale Coulomb", das auf Laborspezifikationen für seine Messung beruht, wurde 1908 von der IEC eingeführt. Die gesamte Reihe der "reproduzierbaren Einheiten" wurde 1948 aufgegeben und das "internationale Coulomb" wurde zum modernen Coulomb. ⓘ

SI-Präfixe

Wie andere SI-Einheiten kann das Coulomb durch Hinzufügen eines Präfixes verändert werden, das es mit einer Potenz von 10 multipliziert. ⓘ

SI-Vielfache des Coulomb (C) ⓘ
Wert	SI-Symbol	Bezeichnung	Wert	SI-Symbol	Bezeichnung
Submultiplikatoren			Vielfache
10-1 C	dC	Deziculomb	10¹ C	daC	Dezakoulombe
10-2 C	cC	Centicoulomb	10² C	hC	Hektopokulomb
10-3 C	mC	Millicoulomb	10³ C	kC	Kilocoulomb
10-6 C	µC	Mikrocoulomb	10⁶ C	MC	Megacoulomb
10-9 C	nC	Nanocoulomb	10⁹ C	GC	Gigacoulomb
10-12 C	pC	Picocoulomb	10¹² C	TC	Teracoulomb
10-15 C	fC	Femtocoulomb	10¹⁵ C	PC	Petakoulombe
10-18 C	aC	attocoulomb	10¹⁸ C	EC	Exacoulomb
10-21 C	zC	Zeptocoulomb	10²¹ C	ZC	Zettakulisse
10-24 C	yC	yoctocoulomb	10²⁴ C	YC	yottacoulomb
Gemeinsame Vielfache sind fett gedruckt.

Umrechnungen

Die Größe der elektrischen Ladung eines Mols Elementarladung (etwa 6,022×10²³, die Avogadro-Zahl) wird als Faraday-Einheit der Ladung bezeichnet (eng verwandt mit der Faraday-Konstante). Ein Faraday entspricht 96485,33212... Coulombs. Bezogen auf die Avogadro-Konstante (N_A) entspricht ein Coulomb etwa 1,036×10-5 mol × N_A Elementarladungen.
Ein Kondensator von einem Farad kann ein Coulomb bei einem Spannungsabfall von einem Volt aufnehmen.
Eine Amperestunde entspricht 3600 C, also 1 mA⋅h = 3,6 C.
Ein Statcoulomb (statC), die veraltete elektrostatische Ladungseinheit (esu) der CGS, entspricht etwa 3,3356×10-10 C oder etwa einem Drittel eines Nanocoulomb. ⓘ

In alltäglichen Begriffen

Die Ladungen, die bei statischer Elektrizität durch das Reiben von Materialien entstehen, liegen in der Regel bei einigen Mikrocoulomben.
Die Ladungsmenge, die durch einen Blitz fließt, beträgt in der Regel etwa 15 C, obwohl sie bei großen Blitzen bis zu 350 C betragen kann.
Die Ladungsmenge, die eine typische Alkali-Mignon-Batterie von der vollständigen Aufladung bis zur Entladung durchläuft, beträgt etwa 5 kC = 5000 C ≈ 1400 mA⋅h.
Ein typischer Smartphone-Akku kann 10.800 C ≈ 3000 mA⋅h aufnehmen. ⓘ