Hur man beräknar Coulombs

Innehåll

• Egenskaper hos Coulombs
• Hur man beräknar elladdning
• Hur man beräknar överförd energi
• Använda Coulombs lag

Den elektriska laddningen som går igenom allt, från ett AA-batteri till en blixt, mäts i coulombs. Om du vet strömflödet i en krets och hur länge det flyter för kan du beräkna den elektriska laddningen i coulombs.

Egenskaper hos Coulombs

Elektroner är små och har en mycket liten laddning. I fysiken definieras ett mycket stort antal elektron som 1 laddningsenhet som kallas en coulomb. En coulomb motsvarar 62 × 10¹⁸ elektroner. Antalet coulombs per sekund kallas strömmen (dvs. hastigheten för coulombs som strömmar i kretsen). En coulombs energi kallas spänningen och mäts i joule.

Hur man beräknar elladdning

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

laddning (coulomb, C) = ström (ampere, A) × tid (sekund, s).

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

Hur man beräknar överförd energi

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

energi transformerad (joule, J) = potentialskillnad (volt, V) × laddning (coulomb, C).

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

Använda Coulombs lag

Produkten av de elektriska laddningarna i två kroppar (dvs huruvida de lockar eller stöter varandra) beror på varje kroppsladdning i coulombs, liksom avståndet mellan kropparna. Om polariteterna är desamma (både positiva eller båda negativa), avstänger coulombkraften, men om polariteterna är motsatta (negativa / positiva eller positiva / negativa) lockar coulombkraften till sig. Den elektriska laddningen är också omvänt proportionell mot kvadratet för separationsavståndet mellan de två kropparna. Detta kallas Coulombs-lagen, som anges som:

F = kq₁q₂ ÷ r².

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.