Hur man beräknar Coulombs

Den elektriska laddningen som går genom allt, från ett AA-batteri till en blixt, mäts i coulombs. Om du känner till strömflödet i en krets och hur länge det rinner kan du beräkna den elektriska laddningen i coulomb.

Elektroner är små och har en mycket liten laddning. I fysik definieras ett mycket stort antal elektroner som en laddningsenhet som kallas coulomb. En coulomb motsvarar 62 × 10¹⁸ elektroner. Antalet coulombs per sekund kallas strömmen (dvs hastigheten för coulomb som flyter i kretsen). En coulombs energi kallas spänningen och mäts i joule.

För att bestämma mängden elektrisk laddning som strömmar i en krets måste du veta strömflödet och hur länge det flyter. Ekvationen är:

Till exempel, om en ström på 20 A strömmar i 40 s, är beräkningen 20 × 40. Så den elektriska laddningen är 800 C.

Om du vet mängden elektrisk laddning i coulomb och spänningen (även känd som potentialskillnad) kan du räkna ut hur mycket energi som överförs. Ekvationen är:

Till exempel, om potentialskillnaden är 100 V och laddningen är 3 C, är beräkningen 100 × 3. Så 300 J energi överförs.

Produkten av de elektriska laddningarna i två kroppar (d.v.s. huruvida de lockar eller stöter varandra) beror på varje kropps laddning i coulomb, liksom avståndet mellan kropparna. Om polariteterna är desamma (båda positiva eller båda negativa) avvisar coulomb-kraften, men om polariteterna är motsatta (negativ / positiv eller positiv / negativ) lockar coulomb-kraften. Den elektriska laddningen är också omvänt proportionell mot kvadraten för separationsavståndet mellan de två kropparna. Detta är känt som Coulombs lag, som anges som:

I denna ekvation är F den kraft som appliceras på laddningar (q₁) och (q₂), k är Coulombs konstant och (r) är avståndet mellan (q₁) och (q₂). Värdet på k beror på mediet som de laddade föremålen är nedsänkta i. Till exempel är luftens värde ungefär 9,0 × 10⁹ Nm²/ C². Coulombs lag kan användas för många fysikproblem där du känner till alla värden utom ett.