Как найти единицу электрического заряда формула

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

Electric charge is the fundamental property of matter. Various properties are explained by the electric charges. So it is very important to note the unit of electric charge and other parameters of the electric charge. In this article, we will learn about electric charge its definition, and the units of electric charge in detail.

Electric Charge

Electric charge is that property of matter which causes the matter to experience a certain force when placed in an electric field. Static charges produce Electric Field and when these charges start to move and become dynamic, they produce a magnetic field as well, moving charge is responsible for the production of electricity as well, to be precise, it is the movement of electrons that produces electricity.

Electric Charge Formula

If the charge flowing inside a circuit producing electric current is needed to be calculated, the formula used for the same will be, 

q = I × T

where,
I is the current flowing inside the circuit
T is the time for which the current is flowing.

SI Unit of Electric Charge

Electric Charge can be measured in various units and the SI unit for measuring Electric Charge is Coulomb, which is represented by ‘C’. The value present of a single charge is 1.6 × 10^-19C i.e. both proton and electron have a charge equal to the magnitude 1.6 × 10^-19C

One coulomb is defined as the amount of charge that passes through an electrical conductor in one second which carries one-ampere current.

Other Electric Charge Units

Electric Charge is measured in various units some of the other units of electric charge are,

Other Units of Electrical 

Electrical properties are widely used in science and some of the units that are used to measure various electrical properties are,

Definie 1 Coulomb charge

1 Coulomb of charge can is defined as the amount of charge transferred in one second from a eire carrying current equal to qne Ampere.

Types of Electric Charge

There are only two types of electric charges, 

• Positive Charge
• Negative Charge

They both have the same amount of charge present on them, but with opposite signs.

Positive Charge 

Positive charges are also known as Protons and the electric field lines come out of the positive charge. The charge present on a proton is +1.6 × 10^-19C. If an object is positively charged, it can be concluded that the object has more protons than electrons.

Negative Charge

Negative charges are also known as electrons. The electric field lines come from infinity inside a negative charge. The amount of charge present on an electron is -1.6 × 10^-19C. If an object is known to be negatively charged, that means that the object has more electrons than protons.

Note:

• Like charges repel each other
• Unlike charges attract each other

Coulomb’s Law

Coulomb’s Law is used to define the Force between two charges. Two charges can either have a force of attraction or a force of repulsion between them.

Let’s say that there are two charges q₁, and q₂ placed at a distance of ‘r’ between them, then the force between them will be defined as,

where,
is a Constant

Here, ε_o = 8.854× 10^-12 C²/N-m²

The force between two charges q₁ and q₂ when they are placed in any other medium than Free Space,

where, 
ε is Absolute permittivity of the free space

If the ratio of the force in the free space and force in the medium is taken out, the relationship between absolute permittivity and relative permittivity (ε_r) is found,

ε/ε_o = ε_r

ε_ris Relative permittivity or Dielectric constant

Also, Check Coulomb’s Law

Read More

• Energy
• Power
• Electric Current
• Commercial Units of Electrical Energy

Solved Examples on Electric Charges

Example 1: How many electrons are present in 1 Coulomb of charge?

Solution:

In a single electron, charge is equal to 1.6 × 10^-19C

1.6× 10^-19C = 1 electron

1C = 1/(1.6 × 10^-19) electrons

1C = 6.25 × 10¹⁸ electrons

Example 2: How many Protons are present in 10 C of charge?

Solution:

According to the Quantization of charge,

Q = ne

Q = 10 C
n = number of protons
e = 1.6 × 10^-19C

10 = n × 1.6× 10^-19

n = 625 × 10¹⁷ protons

Example 3: In a system, the charges present are +5C, -7C, +1C, +9C, -15C. What is the total charge on the system?

Solution:

According to the Additivity property of Electric charges,

Q = q₁+ q₂+ q₃+ q₄+ q₅

Q = +5C + (-7C) + 1C+ 9C+ (-15C)

Q = -7C

Example 4: Two charges +5C and +3C are placed at 1 meter apart in Free Space. Find the Force acting on them, and state the type of force as well.

Solution:

Force acting on +5C and +3C in free space is given by,

Since, the charge +5C and +3C are alike in nature, i.e. they are both positive, hence, the force acting between them is the Repulsive Force.

FAQs on Electric Charge

Question 1: Define electric charge.

Answer:

Electric charge is the fundamental property of the particles which is responsible for the elctromagnetic properties of the elements.

Question 2: What are the types of electric charges?

Answer:

Two types of electric charges are,

• Positive charge
• Negative charge

Question 3: What is the SI unit of Electric Charge?

Answer:

Electric Charge is measured in various units and the SI unit of electric charge is Coulomb.

Question 4: What is the Formula to find the Electric Charge?

Answer:

The Formula to find the Electric Charge is,

Q = I×t

where,
I is the current
t is the time taken

Question 5: Is Electric Charge a scalar quantity or a vector quantity?

Answer:

Electric charge is a Scalar quantity and this means that electric charge has magnitude but no direction. The additivity property of electric charge is a good way to prove that charges are scalar in nature. The algebraic sum do not take into account the directions of any charge placed in the system.

Кулон.

Кулон – единица измерения электрического заряда (количества электричества), а также потока электрической индукции (потока электрического смещения) в Международной системе единиц (СИ). Имеет русское обозначение – Кл и международное обозначение – C.

Кулон, как единица измерения

Применение кулона

Представление кулона в других единицах измерения – формулы

Кратные и дольные единицы кулона

Интересные примеры

Другие единицы измерения

Кулон, как единица измерения:

Кулон – единица измерения электрического заряда (количества электричества), а также потока электрической индукции (потока электрического смещения) в Международной системе единиц (СИ), названная в честь в честь французского физика и инженера Шарля Кулона.

Кулон как единица измерения имеет русское обозначение – Кл и международное обозначение – С.

1 кулон определяется как величина заряда, прошедшего через проводник при силе тока 1 ампер за время 1 секунду.

Кл = А · с.

1 Кл = 1 А · с = 1 / 3600 ампер-часа.

Заряд в один кулон очень велик. Если бы два носителя заряда (q1 = q2 = 1 Кл) расположили в вакууме на расстоянии 1 м, то они взаимодействовали бы с силой 9⋅10⁹ H, то есть с силой, с которой гравитация Земли притягивает предмет массой порядка 1 миллиона тонн.

Электрический заряд (количество электричества) представляет собой физическую скалярную величину. Носителями электрического заряда являются электрически заряженные элементарные частицы (электрон, позитрон, протон и пр.). Наименьшей по массе устойчивой в свободном состоянии частицей, имеющей один отрицательный элементарный электрический заряд, является электрон. Электрический заряд электрона неделим и равен -1,6021766208(98)⋅10⁻¹⁹ Кл. Заряд протона также равен заряду электрона, но с противоположным знаком (знаком +) и равен +1,6021766208(98)⋅10⁻¹⁹ Кл.

Таким образом, элементарный электрический заряд (с точностью до знака равный заряду электрона или протона) составляет вышеуказанную величину +/- 1,602176 6208(98)⋅10⁻¹⁹ Кл.  Соответственно электрический заряд 6,24151⋅10¹⁸ электронов равен -1 Кл, а электрический заряд 6,24151⋅10¹⁸ протонов равен +1 Кл. При этом масса электрона составляет 9,10938356(11)⋅10⁻³¹ кг, а протона 1,672 621 923 69(51)⋅10⁻²⁷ кг.

Наименьшая по массе устойчивая в свободном состоянии античастица с положительным элементарным зарядом – позитрон, имеющая такой же электрический заряд, что и электрон, но со знаком +. Электрический заряд позитрона равен +1,6021766208(98)⋅10⁻¹⁹ Кл. Масса позитрона 9,10938356(11)⋅10⁻³¹ кг.

В Международную систему единиц кулон введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, одновременно с принятием системы СИ в целом. В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы «кулон» пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной (Кл). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием кулона.

Кулон включен в первый раздел Общероссийский классификатор единиц измерения (ОКЕИ) – “Международные единицы измерения, включенные в ОКЕИ“.

Применение кулона:

В кулонах измеряют электрический заряд (количество электричества), поток электрической индукции (поток электрического смещения).

Представление кулона в других единицах измерения – формулы:

Через основные и производные единицы системы СИ кулон выражается следующим образом:

Кл = А · с

где  Кл – кулон, А – ампер,  с – секунда.

Кратные и дольные единицы кулона:

Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Интересные примеры:

При прохождении одного кулона через вольтаметр, наполненный раствором азотносеребряной соли, выделяется на катоде этого вольтаметра количество серебра, равное 0,001118 г.

При прохождении одного кулона через вольтаметр, наполненный подкисленной водой, выделяется 0,174 см³ гремучего газа (при 0° и 760 мм давления).

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кулон

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

кулон электрический заряд физика величина формула
закон заряд сила взаимодействия формула виды законов коэффициент закона кулона можно записать в виде взаимодействие зарядов сила

Коэффициент востребованности
3 363

Закон Кулона

Закон Кулона — это один из основных законов электростатики. Он определяет величину и направление силы взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами.

Под точечным зарядом понимают заряженное тело, размер которого много меньше расстояния его возможного воздействия на другие тела. В таком случае ни форма, ни размеры заряженных тел не влияют практически на взаимодействие между ними.

Закон Кулона экспериментально впервые был доказан приблизительно в 1773 г. Кавендишем, который использовал для этого сферический конденсатор. Он показал, что внутри заряженной сферы электрическое поле отсутствует. Это означало, что сила электростатического взаимодействия меняется обратно пропорционально квадрату расстояния, однако результаты Кавендиша не были опубликованы.

В 1785 г. закон был установлен Ш. О. Кулоном с помощью специальных крутильных весов.

Опыты Кулона позволили установить закон, поразительно напоминающий закон всемирного тяготения.

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

В аналитическом виде закон Кулона имеет вид:

$F=k{|q_1|·|q_2|}/{r^2}$

где $|q_1|$ и $|q_2|$ — модули зарядов; $r$ — расстояние между ними; $k$ — коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. Сила взаимодействия направлена по прямой, соединяющей заряды, причем одноименные заряды отталкиваются, а разноименные — притягиваются.

Сила взаимодействия между зарядами зависит также от среды между заряженными телами.

В воздухе сила взаимодействия почти не отличается от таковой в вакууме. Закон Кулона выражает взаимодействие зарядов в вакууме.

Кулон — единица электрического заряда. Кулон (Кл) — единица СИ количества электричества (электрического заряда). Она является производной единицей и определяется через единицу силы тока 1 ампер (А), которая входит в число основных единиц СИ.

За единицу электрического заряда принимают заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока $1$А за $1$с.

То есть $1$ Кл$= 1А·с$.

Заряд в $1$ Кл очень велик. Сила взаимодействия двух точечных зарядов по $1$ Кл каждый, расположенных на расстоянии $1$ км друг от друга, чуть меньше силы, с которой земной шар притягивает груз массой $1$ т. Сообщить такой заряд небольшому телу невозможно (отталкиваясь друг от друга, заряженные частицы не могут удержаться в теле). А вот в проводнике (который в целом электронейтрален) привести в движение такой заряд просто (ток в $1$ А вполне обычный ток, протекающий по проводам в наших квартирах).

Коэффициент $k$ в законе Кулона при его записи в СИ выражается в $Н · м^2$ / $Кл^2$. Его численное значение, определенное экспериментально по силе взаимодействия двух известных зарядов, находящихся на заданном расстоянии, составляет:

$k=9·10^9H·м^2$/$Кл^2$

Часто его записывают в виде $k={1}/{4πε_0}$, где $ε_0=8.85×10^{-12}Кл^2$/$H·м^2$ — электрическая постоянная.

Электрическая емкость конденсатора

Электроемкость

Электроемкостью проводника $С$ называют численную величину заряда, которую нужно сообщить проводнику, чтобы изменить его потенциал на единицу:

$C={q}/{φ}$

Емкость характеризует способность проводника накапливать заряд. Она зависит от формы проводника, его линейных размеров и свойств среды, окружающей проводник.

Единицей емкости в СИ является фарада ($Ф$) — емкость проводника, в котором изменение заряда на $1$ кулон меняет его потенциал на $1$ вольт.

Электрический конденсатор

Электрический конденсатор (от лат. condensare, буквально сгущать, уплотнять) — устройство, предназначенное для получения электрической емкости заданной величины, способное накапливать и отдавать (перераспределять) электрические заряды.

Конденсатор — это система из двух или нескольких равномерно заряженных проводников с равными по величине зарядами, разделенных слоем диэлектрика. Проводники называются обкладками конденсатора. Как правило, расстояние между обкладками, равное толщине диэлектрика, намного меньше размеров самих обкладок, так что поле в конденсаторе практически все сосредоточено между его обкладками. Если обкладки являются плоскими пластинами, поле между ними однородно. Электроемкость плоского конденсатора определяется по формуле:

$C={q}/{U}={ε_{0}εS}/{d}$

где $q$ — заряд конденсатора, $U$ — напряжение между его обкладками, $S$ — площадь пластины, $d$ — расстояние между пластинами, $ε_{0}$ — электрическая постоянная, $ε$ — диэлектрическая проницаемость среды.

Под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из пластин.

Энергия поля конденсатора

Энергия заряженного конденсатора выражается формулами

$E_n={qU}/{2}={q^2}/{2C}={CU^2}/{2}$

которые выводятся с учетом выражений для связи работы и напряжения и для емкости плоского конденсатора.

Энергия электрического поля. Объемная плотность энергии электрического поля (энергия поля в единице объема) напряженностью $Е$ выражается формулой:

$ω={εε_{0}E^2}/{2}$

где $ε$ — диэлектрическая проницаемость среды, $ε_0$ — электрическая постоянная.

Напряженность электрического поля

Напряженность электрического поля — векторная характеристика поля, сила, действующая на единичный покоящийся в данной системе отсчета электрический заряд.

Напряженность определяется по формуле:

$E↖{→}={F↖{→}}/{q}$

где $E↖{→}$ — напряженность поля; $F↖{→}$ — сила, действующая на помещенный в данную точку поля заряд $q$. Направление вектора $E↖{→}$ совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд, и противоположно направлению силы, действующей на отрицательный заряд.

Единицей напряженности в СИ является вольт на метр (В/м).

Напряженность поля точечного заряда. Согласно закону Кулона, точечный заряд $q_0$ действует на другой заряд $q$ с силой, равной

$F=k{|q_0||q|}/{r^2}$

Модуль напряженности поля точечного заряда $q_0$ на расстоянии $r$ от него равен

$E={F}/{q}=k{|q_0|}/{r^2}$

Вектор напряженности в любой точке электрического поля направлен вдоль прямой, соединяющей эту точку и заряд.

Силовые линии электрического поля

Электрическое поле в пространстве принято представлять силовыми линиями. Понятие о силовых линиях ввел М. Фарадей при исследовании магнетизма. Затем это понятие было развито Дж. Максвеллом в исследованиях по электромагнетизму.

Силовая линия, или линия напряженности электрического поля, — это линия, касательная к которой в каждой ее точке совпадает с направлением силы, действующей на положительный точечный заряд, находящийся в этой точке поля.

Линии напряженности положительно заряженного шарика;

Линии напряженности двух разноименно заряженных шариков;

Линии напряженности двух одноименно заряженных шариков

Линии напряженности двух пластин, заряженных разными по знаку, но одинаковыми по абсолютной величине зарядами.

Линии напряженности на последнем рисунке почти параллельны в пространстве между пластинами, и плотность их одинакова. Это говорит о том, что поле в этой области пространства однородно. Однородным называется электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках пространства.

В электростатическом поле силовые линии не замкнуты, они всегда начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных зарядах. Они нигде не пересекаются, пересечение силовых линий говорило бы о неопределенности направления напряженности поля в точке пересечения. Плотность силовых линий больше вблизи заряженных тел, где напряженность поля больше.

Поле заряженного шара. Напряженность поля заряженного проводящего шара на расстоянии от центра шара, превышающем его радиус $r≥R$, определяется по той же формуле, что и поля точечного заряда. Об этом свидетельствует распределение силовых линий, аналогичное распределению линий напряженности точечного заряда.

Заряд шара распределен равномерно по его поверхности. Внутри проводящего шара напряженность поля равна нулю.