Jak vypočítat Coulombs

Elektrický náboj, který prochází čímkoli, od AA baterie po blesk, se měří v coulombech. Pokud znáte tok proudu v obvodu a jak dlouho teče, můžete vypočítat elektrický náboj v coulombech.

Elektrony jsou malé a mají velmi malý náboj. Ve fyzice je velmi velký počet elektronů definován jako 1 jednotka náboje nazývaná coulomb. Jeden coulomb je ekvivalent 62 × 10¹⁸ elektrony. Počet coulombů za sekundu se nazývá proud (tj. Rychlost coulomb tekoucích v obvodu). Energie coulombu se nazývá napětí a měří se v joulech.

Chcete-li určit množství elektrického náboje, které teče v obvodu, musíte znát aktuální tok a jak dlouho teče. Rovnice je:

Například pokud po dobu 40 s protéká proud 20 A, je výpočet 20 × 40. Takže elektrický náboj je 800 C.

Pokud znáte množství elektrického náboje v coulombech a napětí (známé také jako potenciální rozdíl), můžete zjistit, kolik energie se přenáší. Rovnice je:

Pokud je například rozdíl potenciálů 100 V a náboj 3 C, bude výpočet 100 × 3. Přenáší se tedy 300 J energie.

Produkt elektrických nábojů ve dvou tělesech (tj. Zda se navzájem přitahují nebo odpuzují) závisí na náboji každého těla v coulombech a také na vzdálenosti mezi těly. Pokud jsou polarity stejné (pozitivní nebo oba negativní), coulombova síla odpuzuje, ale pokud jsou polarity opačné (negativní / pozitivní nebo pozitivní / negativní), coulombova síla přitahuje. Elektrický náboj je také nepřímo úměrný druhé mocnině separační vzdálenosti mezi dvěma tělesy. Toto je známé jako Coulombův zákon, který se uvádí jako:

V této rovnici je F síla působící na náboje (q₁) a (q₂), k je Coulombova konstanta a (r) je vzdálenost mezi (q₁) a (q₂). Hodnota k závisí na médiu, do kterého jsou nabité objekty ponořeny. Například hodnota vzduchu je přibližně 9,0 × 10⁹ Nm²/C². Coulombův zákon lze použít pro mnoho fyzikálních problémů, kde znáte všechny hodnoty kromě jedné.