Ein Coulomb ist ein Maß für die elektrische Ladung und ist definiert als die Ladung, die mit einem konstanten Strom von einem Ampere (1 Ampere) während einer Sekunde fließt. Die Ladung kann entweder positiv oder negativ sein. Es entspricht 6.241 x 1018 Elektronen. Die Idee eines Coulombs ist in der Elektrochemie und Physik nützlich.
Eigenschaften von Elektrizität werden oft mit der Physik von Wasser in Rohren oder Flüssen verglichen. In dieser Analogie ist Ampere oder Stromstärke die Durchflussmenge von Wasser, und Coulomb ist die Wassermenge, die während eines bestimmten Zeitraums transportiert wird. Im Alltag beschäftigen sich die meisten Menschen mit der Spannung, die ein Gerät benötigt, oder der Wattzahl einer Ersatzglühbirne. Der tatsächliche Ladungsfluss bzw. die verwendeten Coulombs sind nur wichtig, wenn es an der Zeit ist, die Stromrechnung zu bezahlen.
Eine elektrische Ladung ist nicht dasselbe wie ein Elektron. Ein Elektron ist ein subatomares Teilchen, das eine Ladung trägt. In einem Stück Metall werden die Elektronen ziemlich locker von den Protonen, dem positiv geladenen Kern des Atoms, gehalten. Sobald ein Potenzial oder eine Spannung angelegt wird, verschieben sich die Elektronen gleichmäßig und Ladung wird übertragen, solange zwischen den Enden des Metalls eine Potenzialdifferenz besteht, so wie ein Fluss zum Fließen einen vertikalen Tropfen benötigt.
Da die Ladung eines Coulombs der Summe der Ladungen von 6.241 x 1018 Elektronen entspricht, ist die Ladung eines Elektrons umgekehrt: 1 geteilt durch 6.241 x 1018 Elektronen pro Coulomb. Die Ladung eines Elektrons beträgt 1.602 x 10-19 Coulomb. Robert Millikan erhielt 1923 den Nobelpreis für seine Arbeiten zur Messung der Ladung eines Elektrons.
Die bekannteste Ladungsübertragung findet in einem Haushaltsstromkreis statt. Ein Metallleiter, typischerweise ein Kupferdraht, wird verwendet, um Strom von der Hausversorgung zu einer Lampe zu übertragen. Wenn ein Lichtschalter eingeschaltet wird, erscheint das Licht sofort. Dies geschieht, weil sich die Ladung tatsächlich schneller bewegt als die Elektronen. Es bewegt sich auch in die entgegengesetzte Richtung.
Einige Feststoffe übertragen Ladungen als positiv geladene Protonen. Manchmal werden die Ladungsträger dieser Festkörper als Elektronenlöcher bezeichnet, oder wo Elektronen sein sollten. Halbleiter, die in der Elektronik verwendet werden, bestehen häufig aus positiv ladungstragenden Materialien. In diesen Materialien bewegt sich die Ladung in die gleiche Richtung wie die Ladungsträger. Elektrolytlösungen, Lösungen von gelösten Mineralien oder anderen Substanzen, tragen Ladungen in zwei Richtungen, da sich die negativ geladenen Ionen in eine Richtung und die positiv geladenen Ionen in die entgegengesetzte Richtung bewegen.
Coulombs werden bei Berechnungen mit Elektrochemie und von Physikern verwendet, die Elektrizität und Magnetismus untersuchen. Ein allgemeines Chemieproblem an High Schools fragt, wie viel Metall in einem Metallisierungsbad auf einem Substrat abgeschieden wird, wenn die Stromstärke und die Zeitdauer des Anlegens des Stroms gegeben sind. Ein physikalisches Problem, das Coulombs verwendet, könnte sich mit der Effizienz eines Photovoltaikmoduls befassen, das Photonenenergie in Elektrizität umwandelt.