Περιεχόμενο
- Ιδιότητες των Coulombs
- Πώς να υπολογίσετε την ηλεκτρική φόρτιση
- Πώς να υπολογίσετε τη μεταφορά ενέργειας
- Χρησιμοποιώντας το νόμο Coulombs
Το ηλεκτρικό φορτίο που διέρχεται από οτιδήποτε, από μια μπαταρία ΑΑ έως ένα βολβό, μετριέται σε coulombs. Αν γνωρίζετε την τρέχουσα ροή σε ένα κύκλωμα και πόσο καιρό ρέει για, μπορείτε να υπολογίσετε το ηλεκτρικό φορτίο σε coulombs.
Ιδιότητες των Coulombs
Τα ηλεκτρόνια είναι μικροσκοπικά και έχουν πολύ μικρό φορτίο. Στη φυσική, ένας πολύ μεγάλος αριθμός ηλεκτρονίων ορίζεται ως μία μονάδα φόρτισης που ονομάζεται coulomb. Ένα coulomb ισοδυναμεί με 62 × 1018 ηλεκτρόνια. Ο αριθμός των coulombs ανά δευτερόλεπτο ονομάζεται ρεύμα (δηλ. Ο ρυθμός των κυλίνδρων που ρέει στο κύκλωμα). Η ενέργεια ενός coulomb ονομάζεται τάση και μετράται σε joules.
Πώς να υπολογίσετε την ηλεκτρική φόρτιση
Για να καθορίσετε την ποσότητα του ηλεκτρικού φορτίου που ρέει σε ένα κύκλωμα, πρέπει να γνωρίζετε την τρέχουσα ροή και πόσο καιρό ρέει για. Η εξίσωση είναι:
φόρτιση (coulomb, C) = ρεύμα (ampere, A) × χρόνος (δευτερόλεπτο, s).
Για παράδειγμα, εάν ένα ρεύμα 20 Α ρέει για 40 δευτερόλεπτα, ο υπολογισμός είναι 20 × 40. Έτσι το ηλεκτρικό φορτίο είναι 800 C.
Πώς να υπολογίσετε τη μεταφορά ενέργειας
Εάν γνωρίζετε την ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου σε coulombs και την τάση (επίσης γνωστή ως διαφορά δυναμικού), μπορείτε να υπολογίσετε πόση ενέργεια μεταφέρεται. Η εξίσωση είναι:
μετασχηματισμένη ενέργεια (joule, J) = διαφορά δυναμικού (volt, V) × φορτίο (coulomb, C).
Για παράδειγμα, αν η διαφορά δυναμικού είναι 100 V και η φόρτιση είναι 3 C, ο υπολογισμός είναι 100 × 3. Έτσι, μεταφέρεται ενέργεια 300 J.
Χρησιμοποιώντας το νόμο Coulombs
Το προϊόν των ηλεκτρικών φορτίων σε δύο σώματα (δηλ. Αν αυτά προσελκύονται ή απωθείται) εξαρτάται από κάθε φορτίο του σώματος σε κυλίνδρους, καθώς και από την απόσταση μεταξύ των σωμάτων. Εάν οι πολικότητες είναι ίδιες (τόσο θετικές όσο και αρνητικές), η δύναμη coulomb απωθεί, αλλά αν οι πολικότητες είναι αντίθετες (αρνητικές / θετικές ή θετικές / αρνητικές) η δύναμη coulomb προσελκύει. Το ηλεκτρικό φορτίο είναι επίσης αντιστρόφως ανάλογο του τετραγώνου της απόστασης χωρισμού μεταξύ των δύο σωμάτων. Αυτό είναι γνωστό ως νόμος Coulombs, το οποίο αναφέρεται ως:
F = kq1q2 ÷ r2.
Στην εξίσωση αυτή, F είναι η δύναμη που εφαρμόζεται στις χρεώσεις (q1) και (q2), k είναι η σταθερά Coulombs και (r) είναι η απόσταση μεταξύ (q1) και (q2). Η τιμή του k εξαρτάται από το μέσο στο οποίο βυθίζονται τα φορτισμένα αντικείμενα. Για παράδειγμα, η τιμή του αέρα είναι περίπου 9,0 × 109 Nm2 ÷ C2. Ο νόμος Coulombs μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλά προβλήματα φυσικής όπου γνωρίζετε όλες τις αξίες, αλλά μία.