Charles de Coulomb

Charles de Coulomb

Charles de Coulomb meende dat elektriciteit en magnetisme twee aparte ‘fluïdums’waren

Charles de Coulomb 1736-1806

Charles Augustin de Coulomb was telg van een prominente juristenfamilie in de Languedoc in Zuid-Frankrijk. Hij groeide op in Angouléme, de hoofdstad van de Angoumois. Het gezin Coulomb verhuisde naar Parijs, waar hij naar het Collège Mazarin ging. Hier kreeg hij de best mogelijke lessen in taalkunde, literatuur, wiskunde, astronomie, scheikunde en plantkunde, waarna hij technische wetenschappen ging studeren. De bestudering van de elektriciteit was de hele 18de eeuw zeer in trek en boekte veel resultaten, maar de wetenschap begon nog maar net te begrijpen hoe elektriciteit zich gedroeg en gemanipuleerd kon worden en belangrijker, hoe ze ten nutte kon worden gemaakt. De gravitatiewet van Isaac Newton had een grote doorbraak betekend voor het begrijpen van het heelal, stel je nu voor dat er een soortgelijk principe bestond voor elektrische krachten. Coulomb komt de eer toe dit ontdekt te hebben.

Een mooi evenwicht

Voor Coulomb tot die ontdekking kon komen, moest hij echter wel een extreem gevoelige torsiebalans uitvinden om metingen te doen bij zijn elektrische experimenten. In een verhandeling uit 1777 legde hij uit wat de achter dit instrument liggende principes waren, waarna hij een balans construeerde die kracht kon meten tot op 1/100.000ste gram. Het toestel zelf bestond uit een grote, glazen cilinder met een gradenverdeling erin gegraveerd en met een met was bedekt staafje erin, dat evenwijdig aan de grond aan een zijden draad hing. Aan het ene eind van de staaf kon een elektrisch geladen kogel worden bevestigd, die in evenwicht werd gehouden door een contragewicht aan het andere einde. Door een tweede geladen kogel op verschillende afstanden te houden van die in de cilinder, kon Coulomb de uitwerking van de elektrische kracht meten aan de mate waarin de kogel aan de staaf roteerde.

De wet van Coulomb

Henry Cavendish (1731-1810) had ook al op deze wet gezinspeeld, maar er nooit over gepubliceerd. In zijn eenvoudigste vorm stelt de Wet van Coulomb dat de kracht tussen twee elektrisch geladen lichamen omgekeerd evenredig is aan het kwadraat van de onderlinge afstand. Door bijvoorbeeld de afstand tussen de lichamen te verdrievoudigen wordt de kracht negen keer zo klein. De kracht is ook recht evenredig met het product van de ladingen. Met andere woorden: de gravitatiewet van Newton vond zijn elektrische evenknie. De Wet van Coulomb werd in 1785 gepubliceerd in een reeks van zeven verhandelingen die de Fransman tussen dat jaar en 1791 schreef over de uitkomsten van zijn waarnemingen. Bij deze steeds voortgaande experimenten ontdekte Coulomb tevens een soortgelijk principe in de relatie tussen magnetische krachten, wat bij anderen leidde tot de speculatie dat graviteit, magnetisme en elektriciteit een of andere verwantschap bezaten. Coulomb zelf echter deed niet mee met dergelijke gissingen. Hij meende dat elektriciteit en magnetisme twee aparte `fluïdums’ waren. Het elektromagnetisme werd overgelaten aan Hans Christian Oersted (1777-1851), André-Marie Ampère (1775-1836) en vooral Michael Faraday (1791-1867).

Ingenieur officier

Coulomb leeft vooral voort vanwege zijn studies over elektriciteit, maar hij deed ook andere ontdekkingen. Een groot deel van zijn leven bracht hij door als ingenieur-officier, waarbij hij actief was in verschillende delen van Frans West-Indië. Verder besteedde hij veel tijd aan het ontwerpen van vestingen en het toezicht houden op de bouw ervan. Veel van zijn vroege wetenschappelijke gedachten hielden dan ook verband met de militaire techniek. De SI-eenheid van elektrische lading, de coulomb, is naar hem genoemd. Wanneer 1 coulomb zich in 1 seconde verplaatst, is de stroomsterkte 1 ampère.

Wrijving

Aan Coulomb wordt ook door velen de uitvinding van de wrijvingswetenschap toegeschreven. Tijdens zijn werk als ingenieur-officier kwam de kwestie van wrijving vaak naar voren. Dit bracht hem ertoe om verscheidene jaren te wijden aan de bestudering van wrijving. Het resultaat daarvan was de Wrijvingswet van Coulomb, die een evenredigheid tussen wrijving en druk aangaf Dankzij dit werk werd hij in 1781 gekozen in de afdeling Mechanica van de Académie des Sciences.

1777 Coulomb publiceert een verhandeling over de principes achter de constructie van een extreem gevoelige torsiebalans. 1781 Gekozen in de Académie des Sciences. 1785 Publiceert het principe dat bekendstaat als de Wet van Coulomb. 1802 Benoemd tot inspecteur-generaal van het onderwijs.

Author: Y Comak