Het was de Amerikaan
Benjamin Franklin die in het jaar 1747 het begrip 'elektrische
lading' en de deelbegrippen 'positief' en 'negatief' invoerde.
Tegengestelde elektrische ladingen trekken elkaar aan, gelijke
ladingen stoten elkaar af.
Het symbool van elektrische lading, de
afkorting die in wiskundige formules wordt gebruikt voor het
aanduiden van deze lading, is Q. De eenheid van lading is de
Coulomb, afgekort tot C. Deze naam werd gekozen ter ere van de
wetenschapper Charles Coulomb, die in het jaar 1788 zijn 'Wet van
Coulomb' opstelde, waarmee de aantrekkingskracht die twee ladingen
op elkaar uitoefenen wiskundig werd beschreven.
De Coulomb is geen
fundamentele grootheid en kan in het MKS-stelsel ook worden
uitgedrukt als As, Ampère maal seconde. De relatie is
eenvoudig:
1 C = 1 As
Uiteraard moet exact worden gedefinieerd hoe groot 1 C is, of met andere woorden, met hoeveel lading de eenheid overeen komt. Deze definitie werd lang geleden vastgesteld en wel met behulp van de elektrochemie. Er zijn in de loop der tijden twee verschillende definities van de eenheid Coulomb in zwang gekomen, waarbij de 'methode der waterstof vrijgave' de meest gebruikelijke is. Dit experiment wordt beschreven aan de hand van onderstaande figuur. In een zogenoemde Volta-meter, een glazen apparaat bestaande uit drie holle buizen die met aangezuurd water worden gevuld, zitten in de twee buitenste buizen elektroden. De twee kraantjes, aan de bovenzijde van de buitenste buizen, kunnen worden geopend zodat deze buizen zich volledig met water vullen.
Nadien worden de kraantjes gesloten. Als men nu tussen de
elektroden een gelijkspanning legt zal men vaststellen dat er een
stroom door het water gaat vloeien. Die stroom bestaat natuurlijk
uit vrije elektronen, die elektrochemische reacties aangaan met de
watermoleculen H2O. In de buis die met de positieve pool
van de batterij is verbonden, stelt men vast dat er zuurstofgas
belletjes rond de elektrode ontstaan. In de tweede buis, verbonden
met de negatieve pool, ontstaan waterstofgas belletjes rond de
elektrode. Als de gasbelletjes groot genoeg zijn stijgen zij op en
verdringen het water. Na enige tijd stelt men vast dat er heel
precies twee keer meer waterstofgas H wordt gevormd dan
zuurstofgas O.
Aan de hand van deze waarnemingen heeft men de
grootte van één Coulomb bepaald als de hoeveelheid
lading, die noodzakelijk is om 0,0104 mg waterstofgas te laten
ontstaan. Omdat men het volume van de buis weet en het soortgelijk
gewicht van waterstof kan men het gewicht bepalen aan de hand van
de lengte van de waterstofgas kolom H in de buis.
Nu is 1 C een immense hoeveelheid lading. Als bijvoorbeeld twee puntladingen die respectievelijk +1 C en -1 C groot zijn op een onderlinge afstand van één meter zouden worden geplaatst, dan zouden deze twee ladingen elkaar aantrekken met een kracht van ongeveer één miljoen ton. In de praktijk zal dus steeds gewerkt worden met mC en zelfs µC.
Volgens de klassieke mechanica zijn het elektron, het
proton en het neutron de fundamentele bouwstenen van de materie,
dat wil zeggen dat zij niet verder gedeeld kunnen worden. De
quantummechanica heeft geleerd dat dit absoluut niet het geval is,
maar voor het beschrijven van fundamentele elektrische en
chemische verschijnselen doet dat niets ter zake. Nu hebben
elektronen en protonen lading en het ligt dus voor de hand om in
de klassieke mechanica aan te nemen dat de lading van
één elektron en één proton de meest
fundamentele lading is die bestaat. De vraag is dan natuurlijk hoe
groot deze lading is.
De wetenschapper Millikan slaagde er in deze lading te
meten en stelde vast dat de fundamentele lading gelijk is aan
1,60218*10-19 C. Dit wil dus zeggen dat er ergens een
lading van 1 C aanwezig is als er op die plaats niet minder dan
6.290.000.000.000.000.000 elektronen te veel of te weinig zijn!
De fundamentele lading van een elektron wordt voorgesteld door het symbool -e.
Interessante elektronica links
Klik hier ... Kattenschrikdraad installatie houdt katten in of uit uw tuin
Klik hier ... Boeken voor de elektronicus
Klik hier ... Software voor schema tekenen, print ontwerpen en simulatie
Klik hier ... Goedkope digitale oscilloscopen, via USB aan te sluiten op uw PC
Klik hier ... Goedkope meetapparatuur voor het testen van uw onderdelen
Klik hier ... Draadloze elektronica in uw huis
Klik hier ... Inbraakalarm van Marmitek en KlikAanKlikUit
Klik hier ... Bespaar energie met PowerSafer
Klik hier ... Goedkope dataloggers voor t, RH, CO, V en I
Klik hier ... Educatieve producten voor het basisonderwijs