تقاس الشحنة الكهربائية التي تمر عبر أي شيء ، من بطارية AA إلى صاعقة ، بوحدة الكولوم. إذا كنت تعرف تدفق التيار في الدائرة ومدة تدفقه ، يمكنك حساب الشحنة الكهربية بوحدة الكولوم.
خصائص كولوم
الإلكترونات صغيرة ولها شحنة صغيرة جدًا. في الفيزياء ، يُعرَّف عدد كبير جدًا من الإلكترونات على أنه وحدة شحن واحدة تسمى كولوم. واحد كولوم يساوي 62 × 1018 الإلكترونات. يسمى عدد كولوم في الثانية التيار (أي معدل تدفق كولوم في الدائرة). تسمى طاقة الكولوم الجهد وتقاس بالجول.
كيفية حساب الشحنة الكهربائية
لتحديد مقدار الشحنة الكهربائية التي تتدفق في الدائرة ، تحتاج إلى معرفة تدفق التيار ومدة تدفقه. المعادلة هي:
\ text {charge in coulombs} = \ text {current in amperes} \ times \ text {time in seconds}
على سبيل المثال ، إذا كان تيار 20 A يتدفق لمدة 40 ثانية ، فسيكون الحساب 20 × 40. لذا فإن الشحنة الكهربائية هي 800 درجة مئوية.
كيفية حساب الطاقة المنقولة
إذا كنت تعرف مقدار الشحنة الكهربائية في كولوم والجهد (المعروف أيضًا باسم فرق الجهد) ، يمكنك حساب مقدار الطاقة المنقولة. المعادلة هي:
\ نص {تحويل الطاقة في الجول} = \ نص {فرق الجهد في الفولت} \ مرات \ نص {الشحن في كولوم}
على سبيل المثال ، إذا كان فرق الجهد 100 فولت وكانت الشحنة 3 درجة مئوية ، فسيكون الحساب 100 × 3. لذلك يتم نقل 300 J من الطاقة.
باستخدام قانون كولوم
يعتمد ناتج الشحنات الكهربائية في جسمين (أي ما إذا كانت تجاذب أو تتنافر) على شحنة كل جسم في كولوم ، وكذلك المسافة بين الجسمين. إذا كانت القطبين متساويين (كلاهما موجب أو كلاهما سالب) ، فإن قوة الكولوم تتنافر ، ولكن إذا كانت الأقطاب متقابلة (سالبة / موجبة أو موجبة / سالبة) تجذب قوة كولوم. كما تتناسب الشحنة الكهربائية عكسياً مع مربع المسافة الفاصلة بين الجسمين. يُعرف هذا باسم قانون كولوم ، والذي يُذكر على النحو التالي:
في هذه المعادلة ، F هي القوة المطبقة على الرسوم (q1) و (q2) ، k هو ثابت كولوم و (r) هي المسافة بين (q1) و (q2). تعتمد قيمة k على الوسط الذي تغمر فيه الأشياء المشحونة. على سبيل المثال ، تبلغ قيمة الهواء حوالي 9.0 × 109 نانومتر2/ ج2. يمكن استخدام قانون كولوم للعديد من المسائل الفيزيائية حيث تعرف كل القيم ما عدا واحدة.