クーロン (C)
クーロン(英: Coulomb、記号: C)は、国際
単位系(SI)における
電荷の基本
単位です。名前は
フランスの
物理学者シャルル・ド・クーロンに由来しています。
電荷を測定する際に広く使用されているこの
単位は、
物理学や工学において非常に重要な役割を果たします。
定義
現在のSIにおいては、クーロンは7つの基本的な物理定数から構成されています。特に、クーロンは電気素量(e)によって定義されており、その数式は以下の通りです:
$$C = \frac {e}{1.602~176~634 \times 10^{-19}}$$
この定義により、クーロンは電気エネルギーや
電圧とも密接に関わっています。具体的には、1クーロンの
電荷が1ボルトの
電位差を通過すると、1ジュールのエネルギーを得ることになります。このことは、電気回路やエネルギーの計算において非常に重要です。また、1クーロンを電気素量(e)
単位に置き換えると、1 eVとなるため、エネルギーの
単位としても利用されています。
クーロンの特性
量的な観点から見ると、1回の
落雷が持つ
電荷は約1クーロンといわれています。この驚異的な数字は、自然界における電の現象を理解する手助けとなります。しばしば、クーロンは1モルの
電子が持つ
電荷の
単位として誤解されることがありますが、これは実際には誤った説明です。正確には、1モルの
電子が持つ
電荷の絶対値はファラデー定数であり、アボガドロ数(NA = 6.02214076×10^23)に関連しています。1 Cは電気素量の約1.036 × 10^-5 × NA倍に相当するのですが、この係数が1に近いのは偶然によるものです。
クーロンにはいくつかの派生
単位があります。その一例が、クーロン毎
キログラム(C/kg)で、照射線量の
単位として使用されます。このように、クーロンは他の物理的な文脈でも価値を持つことがあります。
結論
クーロンは、
電荷を表すための基本
単位であり、私たちの科学的理解を深めるために不可欠です。電気素量との関係を通じて、エネルギーや
電圧に関する重要な洞察を与え、
物理学や工学の分野での広範な応用につながっています。