Okay, okay, okay — jeg takker mange gange for den udtrykte vantro overfor at jeg måtte give op i går og ikke rigtig fik nået til bunds i strømstyrkebegrebet, og jeg beklager — men det sker. Nu handler det om at se fremad, som en halvmaratonløbende mellemleder (ikke at forveksle med en halvleder — det er når chefen er dværg1) ville have sagt.

Noget af rodet i går skyldtes at jeg troede jeg måtte begynde med ladningsbegrebet, og det stod mig jo egentlig også frit for, men jeg synes at jeg bør starte med grundenhederne. Nu hvor vi har strømstyrke på plads, så kan vi jo definere ladningsstørrelse.

Ladning måles i Coulomb, opkaldt efter Charles-Augustin de Coulomb og én coulomb er den ladningsmængde der passerer gennem tværsnittet af en leder (elektrisk, ikke cheftypen, uanset hvor meget man kan have lyst) ved en strømstyrke på én ampere i løbet af ét sekund. \[ C \equiv A\cdot s\] Men da amperen stadig er lidt tåget, så lad os se, om vi ikke kan få et ordentligt greb om ladningen på en anden måde… Ja, altså ikke fysisk. Det er ofte temmelig ubehageligt at indeholde for meget ladning, som minimum når man skal af med den igen.

Lad os starte i den ene ende, og se på den mindste ladning man kan have. Det er den snedigt navngivene elementarladning, som svarer til hvor meget elektrisk ladning en elektron eller proton slæber rundt på. Denne er \(1,602\cdot 10^{-19} C\), og mindre ladning kan man altså ikke have til at eksistere for sig selv. Det er et utroligt lille tal, og dermed svært at have en håndgribelig ide om.

Hvis vi går lidt op i størrelse, så kan vi se på sådan noget som ladningen i et batteri — den måles ofte i amperetimer (Ah) — altså i hvor mange timer man kan trække en strøm på en ampere fra batteriet, inden det er fladt og skal skiftes / lades op.

Tit måler man i milliamperetimer (mAh) i stedet for at kunne karakterisere selv ret små batterier.

Som vi så ovenfor, så er strømstyrke ganget med tid lig med ladning, så hvis et batteri er på 1 Ah (eller 1000mAh), så kan man ret hurtigt regne ud at det svarer til en ladning på 3600 Coulomb.

For at sætte det i endnu mere perspektiv, så er ladningen i et almindeligt mobiltelefonbatteri et sted mellem 2000 og 3000 mAh, så 5-10 kilocoulomb er nok den mængde ladning der skal til at drive en nyere smartphone i et døgns tid.

Ahhhh… Endelig en størrelse der er til at forholde sig til!

Det er naturligvis ikke hele historien (hvornår er det nogensinde det) — for der hører et potentiale til — spændingen. Elektronik kører ikke på ladning alene.

Skal vi bruge en vandmølle som analogi, så er ladningen størrelsen af søen man høster energien fra, strømstyrken er mængden af vand man hiver ud af søen per tidsenhed og spændingen er hvor hurtigt vandet løber, eller hvor højt det falder fra (de to hænger jo ret nært sammen).

Til sammenligning udregnede jeg tidligere at et menneske (eller en sok) opladet med statisk elektricitet bærer en ladning i størrelsordenen mikrocoulomb, og det er derfor det er svært at få statisk elektricitet til at lave noget fornuftigt arbejde: Der er en meget stor spænding, men en meget lille mængde ladning. At skulle lade et batteri op med statisk elektricitet ville svare til at skulle drive en vandmølle med enkelte vanddråber, kastet ud fra rundetårn.

Nu har jeg vist slidt dagens metaforbeholdning op, og nogenlunde fået det hele tilbage på sporet. Så må vi vente i (eller på) spænding i morgen.

\Worm — elementarnisse

  1. Nej, jeg tilsigter ikke at diskriminere vertikalt udfordrede mennesker. Jeg tænkte naturligvis på dværge i fantasy-betydningen, jfr Tolkien og/eller D&D. ↩