Coulombok kiszámítása

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.

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 áramkörben áramló elektromos töltés mennyiségének meghatározásához ismernie kell az áram áramlását és meddig áramlik. Az egyenlet:

Például, ha egy 20 A áram 40 másodpercig áramlik, akkor a számítás 20 × 40. Tehát az elektromos töltés 800 C.

Ha ismeri az elektromos töltés mennyiségét coulombokban és a feszültséget (más néven potenciálkülönbség), akkor megtudhatja, hogy mennyi energia kerül átadásra. Az egyenlet:

Például, ha a potenciálkülönbség 100 V, a töltés pedig 3 C, akkor a számítás 100 × 3. Tehát 300 J energia kerül átadásra.

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.