Apa itu coulomb (C)?
Coulomb (C) adalah satuan standar muatan listrik dalam Sistem Satuan Internasional (SI). Satu coulomb setara dengan jumlah listrik yang dibawa oleh arus 1 ampere (A) dalam satu detik (s). Secara lebih teknis, 1 C sama dengan muatan listrik sekitar 6,24 x 1018 elektron atau proton, atau sekitar 6,24 kuintiliun partikel.
Dalam standar SI, coulomb dikategorikan sebagai satuan turunan, artinya satuan ini berasal dari kombinasi satuan dasar, yaitu ampere dan detik. Sebelum tahun 2018, satuan dasar menjadi dasar untuk sistem SI, dan satuan turunan dibangun dari satuan dasar tersebut. Namun, setelah pembaruan standar, SI sekarang didasarkan pada tujuh konstanta fundamental, sehingga semua satuan dasar dan turunan dapat dihitung langsung dari konstanta tersebut.
Salah satu dari tujuh konstanta fundamental adalah muatan elementer, yaitu muatan listrik yang dibawa oleh satu elektron atau proton. Muatan elementer (e) adalah 1,602176634 ⋅ 10-19 C. Baik elektron maupun proton membawa jumlah muatan yang sama, hanya saja muatan proton positif (+e) dan elektron negatif (-e).
Dengan menetapkan muatan elementer sebagai 1,602176634 ⋅ 10-19 C, standar SI juga menentukan bahwa satu coulomb setara dengan sejumlah pasti elektron atau proton. Rumus berikut digunakan untuk menghitung jumlah partikel dalam 1 C:
Q = n ⋅ e
Di mana Q adalah jumlah muatan dalam coulomb, dan n adalah jumlah elektron atau proton. Jika kedua sisi persamaan dibagi dengan e, kita bisa mendapatkan jumlah partikel dalam satu coulomb:
n = Q / e
n = 1 C / (1,602176634 ⋅ 10-19 C)
n = 6,24150907 ⋅ 1018 C
Jadi, 1 C kira-kira mengandung muatan dari 6,24 ⋅ 1018 partikel, atau dalam bentuk angka lengkap:
6.241.509.070.000.000.000
Dalam satuan dasar SI, 1 C setara dengan 1 ampere-detik, yang ditulis sebagai 1 C = 1 A ⋅ 1 s (atau C = A ⋅ s). Dengan kata lain, jika suatu arus listrik dalam rangkaian bernilai 1 A, maka 1 C muatan akan melewati satu titik dalam rangkaian setiap detik.
Bagaimana perbandingan ampere dengan coulomb?
Ampere adalah satuan SI untuk arus listrik, berbeda dengan coulomb yang merupakan satuan SI untuk muatan listrik. Satu ampere setara dengan arus listrik yang mengalir dengan laju 1 / (1,602176634 ⋅ 10-19) muatan elementer per detik. Sebelum pembaruan SI tahun 2018, ampere ditentukan berdasarkan gaya antara dua konduktor dengan nilai tetap dari permeabilitas magnetik vakum sebesar 4π ⋅ 10−7 henry per meter.
Gaya antara dua benda bermuatan listrik bergantung pada hasil kali muatan mereka dalam coulomb serta jarak antara keduanya. Jika polaritas kedua benda sama (negatif/negatif atau positif/positif), maka gaya coulomb bersifat tolak-menolak. Jika polaritasnya berlawanan (negatif/positif atau positif/negatif), maka gaya coulomb bersifat tarik-menarik. Selain itu, gaya coulomb menurun sebanding dengan kuadrat jarak antara pusat muatan kedua benda.
Lihat juga: resistansi, hukum Ohm, reaktansi, admitansi, suseptansi, dan henry.