A bárhol végigfutó elektromos töltést, az AA elemtől a villámig, coulombokban mérjük. Ha ismeri egy áramkör áramát és meddig folyik, akkor az elektromos töltést coulombokban számíthatja ki.
Coulombok tulajdonságai
Az elektronok aprók és nagyon kicsi a töltésük. A fizikában az elektronok nagyon nagy számát 1 töltésegységnek nevezzük, amelyet coulombnak nevezünk. Egy coulomb egyenértékű 62 × 1018 elektronok. A másodpercenkénti coulombok számát áramnak nevezzük (vagyis az áramkörben áramló coulombok sebességének). A coulomb energiáját feszültségnek nevezzük, és joule-ban mérjük.
Az elektromos töltés kiszámítása
Az áramkörben áramló elektromos töltés mennyiségének meghatározásához ismernie kell az áram áramlását és meddig áramlik. Az egyenlet:
\ text {charge in coulombs} = \ text {current amperes} \ times \ text {time in seconds}
Például, ha egy 20 A áram 40 másodpercig áramlik, akkor a számítás 20 × 40. Tehát az elektromos töltés 800 C.
Az átadott energia kiszámítása
Ha ismeri az elektromos töltés mennyiségét coulombokban és a feszültséget (más néven potenciálkülönbség), akkor megtudhatja, hogy mennyi energia kerül átadásra. Az egyenlet:
\ text {energia átalakulva joule-ban} = \ text {potenciálkülönbség voltban} \ -szer \ text {töltés coulombokban}
Például, ha a potenciálkülönbség 100 V, a töltés pedig 3 C, akkor a számítás 100 × 3. Tehát 300 J energia kerül átadásra.
Coulomb törvényének felhasználásával
A két testben lévő elektromos töltések szorzata (vagyis függetlenül attól, hogy vonzzák-e vagy taszítják-e egymást) függ az egyes testek coulombokban levő töltésétől, valamint a testek közötti távolságtól. Ha a polaritások azonosak (mind pozitív, mind negatívak), a coulomb erő taszít, de ha a polaritások ellentétesek (negatív / pozitív vagy pozitív / negatív), akkor a coulomb erő vonzza. Az elektromos töltés fordítottan arányos a két test közötti elválasztási távolság négyzetével is. Ezt Coulomb törvényének nevezik, amely a következőképpen fogalmaz:
Ebben az egyenletben F a töltésekre kifejtett erő (q1) és (q2), k Coulomb állandója és (r) a (q1) és (q2). A k értéke attól a közegtől függ, amelybe a töltött tárgyak belemerülnek. Például a levegő értéke körülbelül 9,0 × 109 Nm2/ C2. Coulomb-törvény sok olyan fizikai problémára alkalmazható, ahol az összes értéket ismeri, kivéve egyet.
