Электрический заряд, который проходит через что угодно, от батарейки АА до молнии, измеряется в кулонах. Если вы знаете, какой ток в цепи и как долго он течет, вы можете рассчитать электрический заряд в кулонах.
Свойства кулонов
Электроны крошечные и имеют очень маленький заряд. В физике очень большое количество электронов определяется как 1 единица заряда, называемая кулоном. Один кулон равен 62 × 1018 электроны. Количество кулонов в секунду называется током (т. Е. Скоростью потока кулонов в цепи). Энергия кулона называется напряжением и измеряется в джоулях.
Как рассчитать электрический заряд
Чтобы определить количество электрического заряда, протекающего в цепи, вам необходимо знать, какой ток течет и как долго он протекает. Уравнение:
\ text {заряд в кулонах} = \ text {ток в амперах} \ times \ text {время в секундах}
Например, если в течение 40 с протекает ток 20 А, расчет будет 20 × 40. Итак, электрический заряд составляет 800 C.
Как рассчитать переданную энергию
Если вы знаете количество электрического заряда в кулонах и напряжение (также известное как разность потенциалов), вы можете определить, сколько энергии передается. Уравнение:
\ text {энергия, преобразованная в джоулях} = \ text {разность потенциалов в вольтах} \ times \ text {заряд в кулонах}
Например, если разность потенциалов составляет 100 В, а заряд равен 3 Кл, расчет будет 100 × 3. Таким образом передается 300 Дж энергии.
Использование закона Кулона
Произведение электрических зарядов в двух телах (то есть, притягиваются они или отталкиваются друг от друга) зависит от заряда каждого тела в кулонах, а также от расстояния между телами. Если полярности одинаковы (обе положительные или обе отрицательные), кулоновская сила отталкивается, но если полярности противоположны (отрицательная / положительная или положительная / отрицательная), кулоновская сила притягивается. Электрический заряд также обратно пропорционален квадрату расстояния между двумя телами. Это известно как закон Кулона, который сформулирован как:
В этом уравнении F - сила, приложенная к зарядам (q1) и (q2), k - постоянная Кулона, а (r) - расстояние между (q1) и (q2). Значение k зависит от среды, в которую погружены заряженные объекты. Например, значение воздуха составляет примерно 9,0 × 109 Нм2/ C2. Закон Кулона можно использовать для решения многих физических задач, в которых известны все значения, кроме одного.