Електричний заряд, який проходить через що завгодно, від батареї типу АА до блискавки, вимірюється в кулонах. Якщо ви знаєте струм струму в ланцюзі та скільки часу він протікає, ви можете розрахувати електричний заряд у кулонах.
Властивості кулонів
Електрони крихітні і мають дуже малий заряд. У фізиці дуже велика кількість електронів визначається як 1 одиниця заряду, що називається кулоном. Один кулон - це еквівалент 62 × 1018 електрони. Кількість кулонів в секунду називається струмом (тобто швидкістю течії кулонів в ланцюзі). Енергія кулона називається напругою і вимірюється в джоулях.
Як розрахувати електричний заряд
Щоб визначити величину електричного заряду, що протікає в ланцюзі, потрібно знати поточний потік і скільки часу він протікає. Рівняння:
\ text {заряд в кулонах} = \ text {струм в амперах} \ times \ text {час у секундах}
Наприклад, якщо протягом 40 с протікає струм 20 А, розрахунок становить 20 × 40. Отже, електричний заряд становить 800 С.
Як розрахувати передану енергію
Якщо ви знаєте величину електричного заряду в кулонах і напругу (також відому як різниця потенціалів), ви можете визначити, скільки енергії передається. Рівняння:
\ text {енергія перетворена в джоулях} = \ text {різниця потенціалів у вольтах} \ times \ text {заряд в кулонах}
Наприклад, якщо різниця потенціалів становить 100 В, а заряд - 3 С, розрахунок становить 100 × 3. Отже, передається 300 Дж енергії.
Використовуючи закон Кулона
Твір електричних зарядів у двох тілах (тобто притягують вони чи відштовхують одне одного) залежить від заряду кожного тіла в кулонах, а також відстані між тілами. Якщо полярності однакові (і позитивні, або обидві негативні), кулонівська сила відштовхується, але якщо полярності протилежні (негативна / позитивна або позитивна / негативна), кулонівська сила притягує. Електричний заряд також обернено пропорційний квадрату відстані між двома тілами. Це відоме як закон Кулона, який зазначається як:
У цьому рівнянні F - сила, прикладена до зарядів (q1) та (q2), k - постійна Кулона, а (r) - відстань між (q1) та (q2). Значення k залежить від середовища, в яке занурені заряджені предмети. Наприклад, значення повітря становить приблизно 9,0 × 109 Нм2/ C2. Закон Кулона може бути використаний для багатьох фізичних задач, де ви знаєте всі значення, крім одного.