Inhoud
- Eigenschappen van Coulombs
- Hoe elektrische lading te berekenen
- Hoe energie overgedragen te berekenen
- De wet van Coulomb gebruiken
De elektrische lading die overal doorheen loopt, van een AA-batterij tot een bliksemschicht, wordt gemeten in coulombs. Als u de stroom in een circuit kent en hoelang deze stroomt, kunt u de elektrische lading in coulombs berekenen.
Eigenschappen van Coulombs
Elektronen zijn klein en hebben een zeer kleine lading. In de natuurkunde wordt een zeer groot aantal elektronen gedefinieerd als 1 ladingseenheid die een coulomb wordt genoemd. Eén coulomb is het equivalent van 62 × 1018 elektronen. Het aantal coulombs per seconde wordt de stroom genoemd (d.w.z. de snelheid van coulombs die in het circuit stroomt). De energie van een coulomb wordt de spanning genoemd en wordt gemeten in joules.
Hoe elektrische lading te berekenen
Om de hoeveelheid elektrische lading die in een circuit stroomt te bepalen, moet u de huidige stroom kennen en hoelang deze stroomt. De vergelijking is:
lading (coulomb, C) = stroom (ampère, A) × tijd (seconde, s).
Als bijvoorbeeld een stroom van 20 A gedurende 40 s stroomt, is de berekening 20 × 40. De elektrische lading is dus 800 C.
Hoe energie overgedragen te berekenen
Als u de hoeveelheid elektrische lading in coulombs en de spanning kent (ook bekend als potentiaalverschil), kunt u berekenen hoeveel energie wordt overgedragen. De vergelijking is:
getransformeerde energie (joule, J) = potentiaalverschil (volt, V) × lading (coulomb, C).
Als het potentiaalverschil bijvoorbeeld 100 V is en de lading 3 C, is de berekening 100 × 3. Dus wordt 300 J energie overgedragen.
De wet van Coulomb gebruiken
Het product van de elektrische ladingen in twee lichamen (d.w.z. of ze elkaar aantrekken of afstoten) hangt af van de lading van elk lichaam in coulombs, evenals de afstand tussen de lichamen. Als de polariteiten hetzelfde zijn (beide positief of beide negatief), stoot de coulomb-kracht af, maar als de polariteiten tegengesteld zijn (negatief / positief of positief / negatief) trekt de coulomb-kracht aan. De elektrische lading is ook omgekeerd evenredig met het kwadraat van de scheidingsafstand tussen de twee lichamen. Dit staat bekend als de wet van Coulomb, die wordt vermeld als:
F = kq1q2 ÷ r2.
In deze vergelijking is F de kracht die wordt uitgeoefend op ladingen (q1) en (q2), k is Coulombs constant en (r) is de afstand tussen (q1) en (q2). De waarde van k hangt af van het medium waarin de geladen objecten worden ondergedompeld. De waarde van lucht is bijvoorbeeld ongeveer 9,0 × 109 Nm2 ÷ C2. De wet van Coulomb kan worden gebruikt voor veel fysische problemen waarbij je alle waarden kent, op één na.