Încărcarea electrică care trece prin orice, de la o baterie AA la un fulger, este măsurată în coulombi. Dacă știți debitul de curent într-un circuit și pentru cât timp curge, puteți calcula încărcătura electrică în coulombi.
Proprietățile Coulombs
Electronii sunt mici și au o încărcare foarte mică. În fizică, un număr foarte mare de electroni este definit ca o unitate de sarcină numită coulomb. Un coulomb este echivalentul a 62 × 1018 electroni. Numărul de coulombi pe secundă se numește curent (adică rata coulombilor care curg în circuit). Energia unui coulomb se numește tensiune și se măsoară în jouli.
Cum se calculează încărcarea electrică
Pentru a determina cantitatea de încărcare electrică care curge într-un circuit, trebuie să cunoașteți curentul curent și pentru cât timp curge. Ecuația este:
\ text {charge in coulombs} = \ text {current in amperes} \ times \ text {time in seconds}
De exemplu, dacă un curent de 20 A curge timp de 40 de secunde, calculul este de 20 × 40. Deci încărcarea electrică este de 800 C.
Cum se calculează energia transferată
Dacă știți cantitatea de încărcare electrică din coulomb și tensiunea (cunoscută și sub numele de diferență de potențial), puteți stabili câtă energie este transferată. Ecuația este:
\ text {energie transformată în jouli} = \ text {diferență de potențial în volți} \ ori \ text {încărcare în coulombi}
De exemplu, dacă diferența de potențial este de 100 V și sarcina este de 3 C, calculul este de 100 × 3. Deci, 300 J de energie sunt transferați.
Folosind Legea lui Coulomb
Produsul sarcinilor electrice din două corpuri (adică, dacă acestea se atrag sau se resping reciproc) depinde de sarcina fiecărui corp din coulombi, precum și de distanța dintre corpuri. Dacă polaritățile sunt aceleași (ambele pozitive sau ambele negative), forța coulombului se respinge, dar dacă polaritățile sunt opuse (negative / pozitive sau pozitive / negative) forța coulombului atrage. Încărcarea electrică este, de asemenea, invers proporțională cu pătratul distanței de separare dintre cele două corpuri. Aceasta este cunoscută sub numele de legea lui Coulomb, care este menționată ca:
În această ecuație, F este forța aplicată sarcinilor (q1) și (q2), k este constanta lui Coulomb și (r) este distanța dintre (q1) și (q2). Valoarea lui k depinde de mediul în care sunt scufundate obiectele încărcate. De exemplu, valoarea aerului este de aproximativ 9,0 × 109 Nm2/ C2. Legea lui Coulomb poate fi utilizată pentru multe probleme de fizică în care cunoașteți toate valorile, cu excepția uneia.
