Električni naboj koji prolazi kroz bilo što, od AA baterije do groma, mjeri se u kulonima. Ako znate strujanje struje u krugu i koliko dugo teče, možete izračunati električni naboj u kulonima.
Svojstva kulona
Elektroni su sićušni i imaju vrlo mali naboj. U fizici je vrlo velik broj elektrona definiran kao 1 jedinica naboja koja se naziva kulon. Jedan je kulon ekvivalentan 62 × 1018 elektroni. Broj kulona u sekundi naziva se struja (tj. Brzina tečenja kulona u krugu). Energija kulona naziva se naponom i mjeri se u džulima.
Kako izračunati električni naboj
Da biste odredili količinu električnog naboja koji teče u krugu, morate znati trenutni protok i koliko dugo teče. Jednadžba je:
\ text {naplata u kulonima} = \ text {struja u amperima} \ puta \ text {vrijeme u sekundama}
Na primjer, ako tijekom 40 s teče struja od 20 A, izračun je 20 × 40. Dakle, električni naboj je 800 C.
Kako izračunati prenesenu energiju
Ako znate količinu električnog naboja u kulonama i napon (poznat i kao razlika potencijala), možete utvrditi koliko se energije prenosi. Jednadžba je:
\ text {energija transformirana u džulima} = \ text {razlika potencijala u voltima} \ puta \ text {naboj u kulonima}
Na primjer, ako je razlika potencijala 100 V, a naboj 3 C, izračun je 100 × 3. Tako se prenosi 300 J energije.
Koristeći Coulombov zakon
Umnožak električnih naboja u dva tijela (tj. Privlače li se ili odbijaju li jedno drugo) ovisi o naboju svakog tijela u kulonima, kao i o udaljenosti između tijela. Ako su polariteti isti (i pozitivni ili i negativni), kulonska sila se odbija, ali ako su polariteti suprotni (negativni / pozitivni ili pozitivni / negativni), kulonska sila privlači. Električni naboj je također obrnuto proporcionalan kvadratu razdaljine između dva tijela. Ovo je poznato kao Coulombov zakon, koji se navodi kao:
U ovoj je jednadžbi F sila koja se primjenjuje na naboje (q1) i (q2), k je Coulombova konstanta, a (r) udaljenost između (q1) i (q2). Vrijednost k ovisi o mediju u koji su uronjeni nabijeni predmeti. Primjerice, vrijednost zraka je približno 9,0 × 109 Nm2/ C2. Coulombov zakon može se koristiti za mnoge fizičke probleme gdje znate sve vrijednosti osim jedne.