Як розрахувати кулони

Зміст

• Властивості кулонів
• Як розрахувати електричну зарядку
• Як розрахувати передану енергію
• Використання закону Куломба

Електричний заряд, який проходить через що-небудь, від батареї AA до блискавки, вимірюється в кулонах. Якщо ви знаєте струм потоку в ланцюзі і скільки часу він протікає, ви можете розрахувати електричний заряд у кулонах.

Властивості кулонів

Електрони крихітні і мають дуже малий заряд. У фізиці дуже велика кількість електронів визначається як 1 одиниця заряду, що називається кулоном. Один кулон - еквівалент 62 × 10¹⁸ електронів. Кількість кулонів в секунду називається струмом (тобто швидкістю кулонів, що протікають по ланцюгу). Енергія кулона називається напругою і вимірюється в джоулях.

Як розрахувати електричну зарядку

Щоб визначити величину електричного заряду, який тече в ланцюзі, потрібно знати поточний струм і скільки часу він тече. Рівняння:

заряд (кулон, С) = струм (ампер, А) × час (секунда, с).

Наприклад, якщо протягом 40 с протікає струм 20 А, розрахунок дорівнює 20 × 40. Отже, електричний заряд становить 800 С.

Як розрахувати передану енергію

Якщо ви знаєте кількість електричного заряду в кулонах і напругу (також відому як різниця потенціалів), ви можете визначити, скільки енергії передається. Рівняння:

перетворена енергія (джоуль, Дж) = різниця потенціалів (вольт, В) × заряд (кулон, С).

Наприклад, якщо різниця потенціалів становить 100 В, а заряд - 3 С, обчислення становить 100 × 3. Так передається 300 Дж енергії.

Використання закону Куломба

Продукт електричних зарядів у двох тілах (тобто, притягують вони чи відштовхують одне одного) залежить від заряду кожного боділа в кулонах, а також від відстані між тілами. Якщо полярності однакові (як позитивні, так і обидві негативні), кулонівська сила відштовхується, але якщо полярності протилежні (негативні / позитивні чи позитивні / негативні), сила кулону притягується. Електричний заряд також обернено пропорційний площі відстані поділу між двома тілами. Це відомо як закон Куломба, який зазначено як:

F = kq₁q₂ ÷ r².

У цьому рівнянні F - сила, прикладена до зарядів (q₁) і (q₂), k - постійна Куломба, а (r) - відстань між (q)₁) і (q₂). Значення k залежить від середовища, в яке занурені заряджені об'єкти. Наприклад, значення повітря приблизно 9,0 × 109 Нм² ÷ C². Закон Куломба може бути використаний для багатьох фізичних проблем, де ви знаєте всі значення, окрім одного.