Kā aprēķināt Kulombas

Elektrisko lādiņu, kas iet cauri visam, sākot no AA baterijas līdz zibens spērienam, mēra kulonās. Ja jūs zināt pašreizējo plūsmu ķēdē un cik ilgi tā plūst, jūs varat aprēķināt elektrisko lādiņu kulonos.

Elektroni ir niecīgi un tiem ir ļoti mazs lādiņš. Fizikā ļoti liels elektronu skaits tiek definēts kā 1 lādiņa vienība, ko sauc par kulonu. Viens kulons ir ekvivalents 62 × 10¹⁸ elektroni. Kulonu skaitu sekundē sauc par strāvu (t.i., ķēdē plūstošo kulonu ātrumu). Kulona enerģiju sauc par spriegumu, un to mēra džoulos.

Lai noteiktu elektriskā lādiņa daudzumu, kas plūst ķēdē, jums jāzina pašreizējā plūsma un cik ilgi tā plūst. Vienādojums ir:

Piemēram, ja strāva 20 A plūst 40 s, aprēķins ir 20 × 40. Tātad elektriskā lādiņa ir 800 C.

Ja jūs zināt elektrisko lādiņu daudzumu kulonos un spriegumu (pazīstams arī kā potenciālā starpība), varat noteikt, cik daudz enerģijas tiek pārnests. Vienādojums ir:

Piemēram, ja potenciālā starpība ir 100 V un lādiņš ir 3 C, aprēķins ir 100 × 3. Tātad tiek nodots 300 J enerģijas.

Elektrisko lādiņu produkts divos ķermeņos (t.i., neatkarīgi no tā, vai tie piesaista vai atgrūž viens otru) ir atkarīgs no katra ķermeņa lādiņa kulonos, kā arī attāluma starp ķermeņiem. Ja polaritātes ir vienādas (gan pozitīvas, gan abas negatīvas), kulona spēks atgrūž, bet, ja polaritātes ir pretējas (negatīvas / pozitīvas vai pozitīvas / negatīvas), kulona spēks piesaista. Elektriskais lādiņš ir arī apgriezti proporcionāls atdalīšanas attāluma kvadrātam starp abiem ķermeņiem. Tas ir pazīstams kā Kulona likums, kas teikts kā:

Šajā vienādojumā F ir spēks, kas tiek piemērots lādiņiem (q₁) un (q₂), k ir Kulona konstante un (r) ir attālums starp (q₁) un (q₂). K vērtība ir atkarīga no barotnes, kurā iegremdēti uzlādētie objekti. Piemēram, gaisa vērtība ir aptuveni 9,0 × 10⁹ Nm²/ C². Kulona likumu var izmantot daudzām fizikas problēmām, kur jūs zināt visas vērtības, izņemot vienu.