Електрическият заряд, който преминава през всичко, от AA батерия до мълния, се измерва в кулони. Ако знаете текущия поток във верига и колко дълго тече, можете да изчислите електрическия заряд в кулони.
Свойства на кулоните
Електроните са малки и имат много малък заряд. Във физиката много голям брой електрони се определя като 1 единица заряд, наречена кулон. Един кулон е еквивалентът на 62 × 1018 електрони. Броят на кулоните в секунда се нарича ток (т.е. скоростта на кулоните, протичащи във веригата). Енергията на кулон се нарича напрежение и се измерва в джаули.
Как да изчислим електрическото зареждане
За да определите количеството електрически заряд, който тече във верига, трябва да знаете текущия поток и колко дълго тече. Уравнението е:
\ text {такса в кулони} = \ text {текуща в ампери} \ times \ text {време в секунди}
Например, ако ток от 20 A тече в продължение на 40 s, изчислението е 20 × 40. Така електрическият заряд е 800 C.
Как да изчислим прехвърлената енергия
Ако знаете количеството електрически заряд в кулоните и напрежението (известно също като потенциална разлика), можете да определите колко енергия се прехвърля. Уравнението е:
\ text {енергия преобразувана в джаули} = \ text {потенциална разлика във волта} \ пъти \ text {заряд в кулони}
Например, ако потенциалната разлика е 100 V и зарядът е 3 C, изчислението е 100 × 3. Така се прехвърлят 300 J енергия.
Използвайки закона на Кулон
Продуктът на електрическите заряди в две тела (т.е. дали те се привличат или отблъскват) зависи от заряда на всяко тяло в кулоните, както и от разстоянието между телата. Ако полярностите са еднакви (и двете положителни или и двете отрицателни), кулоновата сила се отблъсква, но ако полярностите са противоположни (отрицателни / положителни или положителни / отрицателни) кулоновата сила привлича. Електрическият заряд също е обратно пропорционален на квадрата на разстоянието на разделяне между двете тела. Това е известно като закон на Кулон, който се казва като:
В това уравнение F е силата, приложена към зарядите (q1) и (q2), k е константата на Кулон и (r) е разстоянието между (q1) и (q2). Стойността на k зависи от средата, в която са потопени заредените обекти. Например стойността на въздуха е приблизително 9,0 × 109 Нм2/° С2. Законът на Кулон може да се използва за много физически проблеми, където знаете всички стойности, освен една.