Coulomb

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Le coulomb (symbole : C) est l'unité de charge électrique dans le système international (SI). C'est une unité dérivée. Son nom vient de celui du physicien français Charles de Coulomb.

C'est la quantité d'électricité traversant une section d'un conducteur parcouru par un courant d'intensité de 1 ampère pendant 1 seconde (1 C = 1 s·A). Elle est équivalente à 6,241 509 629 152 65×10¹⁸ charges élémentaires.

Charge élémentaire

La charge élémentaire |e| vaut |e| ≈ 1,602 ×10^-19 C. La charge de l'électron vaut -|e|, celle du proton (a ne pas confondre avec le positron qui est l'antiparticule de l'électron) +|e| .

Autres unités de charge

Elle a remplacé l'unité franklin (notée Fr), du nom du physicien américain Benjamin Franklin, qui était en usage dans le système CGS.

1 franklin valait 0,8576×10^-9 C.

On utilise aussi, en électrochimie, la constante de faraday (notée F), du nom du physicien britannique Michael Faraday. C'est le produit de la charge élémentaire par le nombre d'Avogadro.

F vaut 96 485 C/mol et représente la charge associée à une mole d'électrons (en valeur absolue). Elle correspond à l'unité obsolète du faraday (donc F = 1 faraday = 96 485 C/mol). Il est préférable d'éviter d'écrire 1 F qui signifie désormais « un farad ». (Le farad est une autre unité SI, servant à mesurer la capacité électrique d'un condensateur.)

En technologie, on utilise également une unité plus grande, l'ampère-heure (Ah) : 1 Ah = 3 600 C

Ordres de grandeur

D'après la loi de Coulomb, deux charges ponctuelles d'un coulomb chacune et séparées d'un mètre dans le vide exercent l'une sur l'autre une force d'environ 9×10⁹ N, c'est-à-dire approximativement le poids d'un objet de 900 000 000 kg (calcul: $F = k \times \frac{|Q_a \times Q_b|}{d^2}$ avec Q_a et Q_b les charges des deux corps a et b en coulombs, d la distance qui les sépare en mètres, F la force qui s’applique entre eux et $k = 8,987\;551\;79\cdot10^9\;N\cdot m^2\cdot C^{-2}$ constante, ou $N=\frac{C^2}{m^2}$, par définition de l'ampère dans le S.I.

Dans la pratique, le coulomb est une unité beaucoup trop grande pour exprimer les quantités de charge statiques et est généralement remplacée par ses sous-multiples, tels que le millicoulomb (mC), le microcoulomb (μC) ou le nanocoulomb (nC).

Articles connexes

• Électrostatique