A carga elétrica que percorre qualquer coisa, de uma bateria AA a um raio, é medida em coulombs. Se você conhece o fluxo de corrente em um circuito e por quanto tempo ela flui, pode calcular a carga elétrica em coulombs.
Propriedades de Coulombs
Os elétrons são minúsculos e têm uma carga muito pequena. Em física, um número muito grande de elétrons é definido como 1 unidade de carga chamada coulomb. Um coulomb é equivalente a 62 × 1018 elétrons. O número de coulombs por segundo é chamado de corrente (ou seja, a taxa de coulombs fluindo no circuito). A energia de um coulomb é chamada de voltagem e é medida em joules.
Como calcular a carga elétrica
Para determinar a quantidade de carga elétrica que flui em um circuito, você precisa saber o fluxo da corrente e por quanto tempo ela flui. A equação é:
\ text {carga em coulombs} = \ text {corrente em amperes} \ times \ text {tempo em segundos}
Por exemplo, se uma corrente de 20 A flui por 40 s, o cálculo é 20 × 40. Portanto, a carga elétrica é de 800 C.
Como calcular a energia transferida
Se você souber a quantidade de carga elétrica em coulombs e a voltagem (também conhecida como diferença de potencial), poderá calcular quanta energia é transferida. A equação é:
\ text {energia transformada em joules} = \ text {diferença de potencial em volts} \ times \ text {carga em coulombs}
Por exemplo, se a diferença de potencial é 100 V e a carga é 3 C, o cálculo é 100 × 3. Assim, 300 J de energia são transferidos.
Usando a Lei de Coulomb
O produto das cargas elétricas em dois corpos (ou seja, se eles se atraem ou se repelem) depende da carga de cada corpo em coulombs, bem como da distância entre os corpos. Se as polaridades são iguais (ambas positivas ou negativas), a força coulombiana repele, mas se as polaridades são opostas (negativa / positiva ou positiva / negativa) a força coulombiana atrai. A carga elétrica também é inversamente proporcional ao quadrado da distância de separação entre os dois corpos. Isso é conhecido como lei de Coulomb, que é declarado como:
Nesta equação, F é a força aplicada às cargas (q1) e (q2), k é a constante de Coulomb e (r) é a distância entre (q1) e (q2). O valor de k depende do meio em que os objetos carregados estão imersos. Por exemplo, o valor do ar é de aproximadamente 9,0 × 109 Nm2/ C2. A lei de Coulomb pode ser usada para muitos problemas de física em que você conhece todos os valores, exceto um.