Кулон физика единица измерения – Кулон единица количества электричества — это… Что такое Кулон единица количества электричества?

Единица измерения электрического заряда — кулон (рус.обозначение:Кл,межд.обозначение:C)

Как называется единица измерения электрического заряда? Данная статья поможет вам разобраться в этой теме.

Единица измерения электрического заряда в Международной системе единиц (СИ) носит название кулон. 1 кулон — это электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника с током 1 А за время 1 с.

Таким образом, 1 кулон (1Кл)=1А*1с

В 1881 г. в Париже на 1-м Международном конгрессе электриков кулон впервые был принят в качестве единицы измерения электрического заряда. В Международную систему единиц (СИ) кулон введён в 1960 году. Кулон (Кл) относится к производным единицам измерения СИ.

Наименование, обозначение и определение кулона в России регламентировано государственным стандартом ГОСТ 8.417-2002, которым регламентированы многие единицы измерения.

В России кулон имеет обозначение — Кл. Международное обозначение кулона – C.

Единица измерения электрического заряда кулон названа в честь выдающегося французского ученого и инженера Шарля Огюстена де Кулона. В честь Шарля Кулона также назван закон взаимодействия электрических зарядов , так называемый Закон Кулона.

Сам электрический заряд (количество электричества) представляет собой физическую скалярную величину, которая определяет способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии.

Каким прибором измеряется электрический заряд?

Прибор, который определяет электрический заряд носит название электроскоп.

Электроскоп (от греческих слов «электрон» и skopeo – наблюдать, обнаруживать) — прибор для индикации наличия электрического заряда.

Принцип действия электроскопа основан на том, что на одноименно заряженные тела действуют силы взаимного отталкивания.

Измерить электрический заряд можно также с помощью электрометра, в простейшем случае состоящий из металлического стержня и стрелки, которая способна вращаться вокруг горизонтальной оси

Вы спросите чем электрометр отличается от электроскопа? Электроскоп и электрометр это приборы для обнаружения зарядов. У электрометра имеется стрелка которая позволяет еще и оценить(измерить) электрический заряд.

Т.е.электроскоп находит заряд, а электрометр еще и измеряет силу заряда (метр -измерять, вычислять)

Кулон в кроссвордах и сканвордах

В кроссворде или сканворде можно встретить следующие вопросы: «Единица измерения электрического заряда 5 букв» или «В честь какого ученого названа единица измерения электрического заряда 5 букв». Правильный ответ на такие вопросы, естественно: «Кулон».

Теперь вы знаете как называется единица измерения электрического заряда

Кулон — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Куло́н (русское обозначение: Кл; международное: C) — единица измерения электрического заряда (количества электричества), а также потока электрической индукции (потока электрического смещения) в Международной системе единиц (СИ)

[1]; когерентная производная единица СИ, имеющая специальные наименование и обозначение[2].

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы кулон не в начале предложения пишется со строчной буквы, а её обозначение — всегда с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием кулона[3]. Например, обозначение единицы измерения электрического смещения «кулон на квадратный метр» записывается как Кл/м2.

Определение

Кулон — это величина заряда, прошедшего через проводник при силе тока 1 А за время 1 с. Через основные единицы СИ кулон выражается соотношением вида:

1 Кл = 1 А·с.

С внесистемной единицей ампер-час кулон связан равенством:

1 Кл = 1/3600 ампер-часа[4].

Элементарный электрический заряд (с точностью до знака равный заряду электрона) составляет 1,602 176 6208(98)·10−19 Кл[5][6]. Заряд 6,24151·1018 электронов равен −1 Кл.

История

Впервые в качестве единицы измерения электрического заряда кулон был принят на 1-м Международном конгрессе электриков[7] (1881 г., Париж). Названа в честь французского физика и инженера Шарля Кулона[8]. В 1946 году Международный комитет мер и весов (CIPM) принял современное определение кулона[9]. В Международную систему единиц (СИ) кулон введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом

[10].

Кратные и дольные единицы

Образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Кл декакулон даКл daC 10−1 Кл децикулон дКл dC
102 Кл гектокулон гКл hC 10−2 Кл сантикулон сКл cC
103 Кл килокулон кКл kC 10−3 Кл милликулон мКл mC
106 Кл мегакулон МКл MC 10−6
Кл
микрокулон мкКл µC
109 Кл гигакулон ГКл GC 10−9 Кл нанокулон нКл nC
1012 Кл теракулон ТКл TC 10−12 Кл пикокулон пКл pC
1015 Кл петакулон ПКл PC 10−15 Кл фемтокулон фКл fC
1018 Кл эксакулон ЭКл EC 10−18 Кл аттокулон аКл aC
1021 Кл зеттакулон ЗКл ZC 10−21 Кл зептокулон зКл zC
1024 Кл иоттакулон ИКл
YC
10−24 Кл иоктокулон иКл yC
     применять не рекомендуется

Напишите отзыв о статье «Кулон»

Примечания

  1. Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 67. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
  2. [www.bipm.org/en/publications/si-brochure/section2-2.html Table 3. Coherent derived units in the SI with special names and symbols] (англ.) на сайте Международного бюро мер и весов
  3. [www.leotec.ru/upload/iblock/432/432b148f277da39bdd5df10e1cd52d2d.pdf#page=7 ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин.]
  4. Внесистемную единицу ампер-час часто применяют для выражения ёмкости аккумуляторов
  5. [physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?e Elementary charge] (англ.).
    The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty
    . US National Institute of Standards and Technology. Проверено 20 мая 2016.
  6. Поэтому нецелесообразно применять иоктокулон
  7. [www.sizes.com/units/ampHist.htm History of the ampere], Sizes, <www.sizes.com/units/ampHist.htm> 
  8. Кулон, единица количества электричества // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  9. [www.bipm.org/en/CIPM/db/1946/2/ CIPM, 1946: Resolution 2. Definitions of electric units.] (англ.) на сайте Международного бюро мер и весов
  10. [www.bipm.org/en/CGPM/db/11/12/ Resolution 12 of the 11th meeting of the CGPM (1960)] (англ.) на сайте Международного бюро мер и весов

Отрывок, характеризующий Кулон

– Мне сделали пропозицию насчет вас, – сказал он, неестественно улыбаясь. – Вы, я думаю, догадались, – продолжал он, – что князь Василий приехал сюда и привез с собой своего воспитанника (почему то князь Николай Андреич называл Анатоля воспитанником) не для моих прекрасных глаз. Мне вчера сделали пропозицию насчет вас. А так как вы знаете мои правила, я отнесся к вам.
– Как мне вас понимать, mon pere? – проговорила княжна, бледнея и краснея.
– Как понимать! – сердито крикнул отец. – Князь Василий находит тебя по своему вкусу для невестки и делает тебе пропозицию за своего воспитанника. Вот как понимать. Как понимать?!… А я у тебя спрашиваю.
– Я не знаю, как вы, mon pere, – шопотом проговорила княжна.
– Я? я? что ж я то? меня то оставьте в стороне. Не я пойду замуж. Что вы? вот это желательно знать.
Княжна видела, что отец недоброжелательно смотрел на это дело, но ей в ту же минуту пришла мысль, что теперь или никогда решится судьба ее жизни. Она опустила глаза, чтобы не видеть взгляда, под влиянием которого она чувствовала, что не могла думать, а могла по привычке только повиноваться, и сказала:
– Я желаю только одного – исполнить вашу волю, – сказала она, – но ежели бы мое желание нужно было выразить…
Она не успела договорить. Князь перебил ее.
– И прекрасно, – закричал он. – Он тебя возьмет с приданным, да кстати захватит m lle Bourienne. Та будет женой, а ты…
Князь остановился. Он заметил впечатление, произведенное этими словами на дочь. Она опустила голову и собиралась плакать.
– Ну, ну, шучу, шучу, – сказал он. – Помни одно, княжна: я держусь тех правил, что девица имеет полное право выбирать. И даю тебе свободу. Помни одно: от твоего решения зависит счастье жизни твоей. Обо мне нечего говорить.
– Да я не знаю… mon pere.
– Нечего говорить! Ему велят, он не только на тебе, на ком хочешь женится; а ты свободна выбирать… Поди к себе, обдумай и через час приди ко мне и при нем скажи: да или нет. Я знаю, ты станешь молиться. Ну, пожалуй, молись. Только лучше подумай. Ступай. Да или нет, да или нет, да или нет! – кричал он еще в то время, как княжна, как в тумане, шатаясь, уже вышла из кабинета.
Судьба ее решилась и решилась счастливо. Но что отец сказал о m lle Bourienne, – этот намек был ужасен. Неправда, положим, но всё таки это было ужасно, она не могла не думать об этом. Она шла прямо перед собой через зимний сад, ничего не видя и не слыша, как вдруг знакомый шопот m lle Bourienne разбудил ее. Она подняла глаза и в двух шагах от себя увидала Анатоля, который обнимал француженку и что то шептал ей. Анатоль с страшным выражением на красивом лице оглянулся на княжну Марью и не выпустил в первую секунду талию m lle Bourienne, которая не видала ее.
«Кто тут? Зачем? Подождите!» как будто говорило лицо Анатоля. Княжна Марья молча глядела на них. Она не могла понять этого. Наконец, m lle Bourienne вскрикнула и убежала, а Анатоль с веселой улыбкой поклонился княжне Марье, как будто приглашая ее посмеяться над этим странным случаем, и, пожав плечами, прошел в дверь, ведшую на его половину.
Через час Тихон пришел звать княжну Марью. Он звал ее к князю и прибавил, что и князь Василий Сергеич там. Княжна, в то время как пришел Тихон, сидела на диване в своей комнате и держала в своих объятиях плачущую m lla Bourienne. Княжна Марья тихо гладила ее по голове. Прекрасные глаза княжны, со всем своим прежним спокойствием и лучистостью, смотрели с нежной любовью и сожалением на хорошенькое личико m lle Bourienne.

Кулон единица количества электричества — это… Что такое Кулон единица количества электричества?


Кулон единица количества электричества
— название практической единицы количества электричества. Это — то количество электричества, которое проходит через поперечное сечение какого-либо проводника в течение одной секунды, если при этом сила тока в проводнике поддерживается постоянно и равняется одному амперу. При прохождении одного К. через вольтаметр, наполненный раствором азотносеребряной соли, выделяется на катоде этого вольтаметра количество серебра, равное 0,001118 г. При прохождении одного К. через вольтаметр, наполненный подкисленной водой, выделяется 0,174 куб. см. гремучего газа (при 0° и 760 мм давления). Название К. дано в честь французского физика Кулона (см.).

Н. Б.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон. 1890—1907.

  • Кулон Шарль-Огюстен
  • Кулона закон электрических и магнитных взаимодействий

Смотреть что такое «Кулон единица количества электричества» в других словарях:

  • Кулон — получить на Академике рабочий купон на скидку 123.ru или выгодно кулон купить с бесплатной доставкой на распродаже в 123.ru

  • КУЛОН (единица количества электричества) — КУЛОН, 1) единица количества электричества (электрического заряда) СИ (см. СИ (система единиц)). Кулон (ампер секунда) равен количеству электричества, проходящему через поперечное сечение проводника при токе 1А за время 1 с; названа в честь Ш.… …   Энциклопедический словарь

  • Кулон, единица количества электричества — название практической единицы количества электричества. Это то количество электричества, которое проходит через поперечное сечение какого либо проводника в течение одной секунды, если при этом сила тока в проводнике поддерживается постоянно и… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Кулон (единица кол-ва электричества) — Кулон, 1) единица количества электричества (электрического заряда), входит в Международную систему единиц (СИ). Названа в честь французского физика Ш. Кулона. Сокращённое обозначение: русское к, международное К. 1 К. ≈ заряд, переносимый через… …   Большая советская энциклопедия

  • Кулон (единица измерения) — Кулон (обозначение: Кл, C) единица измерения электрического заряда (количества электричества) в Международной системе единиц (СИ). Кулон равен количеству электричества, проходящего через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время… …   Википедия

  • КУЛОН — единица количества электричества, проходящего по цепи за 1 сек. при силе тока в 1 а. К. иначе наз. ампер секунда (а сек). На практике чаще применяется ампер час, равный 3 600 а сек. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственное… …   Технический железнодорожный словарь

  • Кулон — У этого термина существуют и другие значения, см. Кулон (значения). Кулон (обозначение: Кл, C)  единица измерения электрического заряда (количества электричества) в Международной системе единиц (СИ). Названа в честь французского физика и… …   Википедия

  • КУЛОН — (франц.). Практическая единица количества электричества, проходящего чрез проводник в течение 1 секунды, при силе тока, равняющейся 1 амперу. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КУЛОН см. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • кулон — 1. КУЛОН, а; м. Единица измерения количества электричества, электрического заряда в Международной системе единиц. ● По имени французского физика 18 в. Ш.Кулона (1736 1806). 2. КУЛОН, а; м. [франц. coulant] Женское шейное украшение в виде одного… …   Энциклопедический словарь

  • КУЛОН — 1) Единица количества электричества (электрического заряда) СИ. Кулон (ампер секунда) равен количеству электричества, проходящему через поперечное сечение проводника при токе 1А за время 1 с; названа в честь Ш. Кулона. 1Кл 3109 единиц СГСЭ=0,1… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Кулон Шарль Огюстен — Кулон (Coulomb) Шарль Огюстен (14.6.1736, Ангулем, ≈ 23.8.1806, Париж), французский физик, член Парижской АН (1781). После окончания средней школы в течение 9 лет работал на острове Мартиника в инженерных войсках. По возвращении (1772) во Францию …   Большая советская энциклопедия

Кулон — Традиция

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»

Куло́н (обозначение: Кл, C) — единица измерения электрического заряда (количества электричества) в Международной системе единиц (СИ (система единиц)).

Кулон равен количеству электричества, проходящего через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1 с.

Кл = 1 А ·с

Единица названа в честь французского физика и инженера Шарля Кулона.

Элементарный заряд (заряд электрона) равен −1,60217653(14)·10−19 Кл.

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Кл декакулон даКл daC 10−1 Кл децикулон дКл dC
102 Кл гектокулон гКл hC 10−2 Кл сантикулон сКл cC
103 Кл килокулон кКл kC 10−3 Кл милликулон мКл mC
106 Кл мегакулон МКл MC 10−6 Кл микрокулон мкКл µC
109 Кл гигакулон ГКл GC 10−9 Кл нанокулон нКл nC
1012 Кл теракулон ТКл TC 10−12 Кл пикокулон пКл pC
1015 Кл петакулон ПКл PC 10−15 Кл фемтокулон фКл fC
1018 Кл эксакулон ЭКл EC 10−18 Кл аттокулон аКл aC
1021 Кл зеттакулон ЗКл ZC 10−21 Кл зептокулон зКл zC
1024 Кл йоттакулон ИКл YC 10−24 Кл йоктокулон иКл yC
     применять не рекомендуется

Закон Кулона. Измерение электрического заряда.

В результате долгих наблюдений учеными было установлено, что разноименно заряженные тела притягиваются, а одноименно заряженные наоборот – отталкиваются. Это значит, что между телами возникают силы взаимодействия. Французский физик Ш. Кулон опытным путем исследовал закономерности взаимодействия металлических шаров и установил, что сила взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами будет прямопропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

Закон Кулона

Где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц измерений физических величин, которые входят в формулу, а также и от среды, в которой находятся электрические заряды q1 и q2. r – расстояние между ними.

Отсюда можем сделать вывод, что закон Кулона будет справедлив только точечных зарядов, то есть для таких тел, размерами которых вполне можно пренебречь по сравнению с расстояниями между ними.

В векторной форме закон Кулона будет иметь вид:

Закон Кулона в векторной форме

Где q1 и q2 заряды, а r – радиус-вектор их соединяющий; r = |r|.

Силы, которые действуют на заряды, называют центральными. Они направлены по прямой, соединяющей эти заряды, причем сила, действующая со стороны заряда q2 на заряд q1, равна силе, действующей со стороны заряда q1 на заряд q2, и противоположна ей по знаку.

Для измерения электрических величин могут использоваться две системы счисления – система СИ (основная) и иногда могут использовать систему СГС.

В системе СИ одной из главных электрических величин является единица силы тока – ампер (А), то единица электрического заряда будет ее производной (выражается через единицу силы тока). Единицей определения заряда в СИ является кулон. 1 кулон (Кл) – это количество «электричества», проходящего через поперечное сечение проводника за 1 с при токе в 1 А, то есть 1 Кл = 1 А·с.

Коэффициент k в формуле 1а) в СИ принимается равным:

Коэффициент k в формуле закона Кулона

И закон Кулона можно будет записать в так называемой «рационализированной» форме:

Закон Кулона в рационализированной форме

Многие уравнения, описывающие магнитные и электрические явления, содержат множитель 4π. Однако, если данный множитель ввести в знаменатель закона Кулона, то он исчезнет из большинства формул магнетизма и электричества, которые очень часто применяют в практических расчетах. Такую форму записи уравнения называют рационализированной.

Величина ε0 в данной формуле – электрическая постоянная.

Основными единицами системы СГС являются механические единицы СГС (грамм, секунда, сантиметр). Новые основные единицы дополнительно к вышеперечисленным трем в системе СГС не вводятся. Коэффициент k в формуле (1) принимается равным единице и безразмерным. Соответственно закон Кулона в не рационализированной форме будет иметь вид:

Закон Кулона в нерационализированной форме

В системе СГС силу измеряют в динах: 1 дин = 1 г·см/с2, а расстояние в сантиметрах. Предположим, что q = q1 = q2, тогда из формулы (4) получим:

Электрический заряд в системе СГС

Если r = 1см, а F = 1 дин, то из этой формулы следует, что в системе СГС за единицу заряда принимают точечный заряд, который (в вакууме) действует на равный ему заряд, удаленный от него на расстояние 1 см, с силой в 1 дин. Такая единица заряда называется абсолютной электростатической единицей количества электричества (заряда) и обозначается СГСq. Ее размерность:

Единица заряда в системе СГС

Для вычисления величины ε0, сравним выражения для закона Кулона, записанные в системе СИ и СГС. Два точечных заряда по 1 Кл каждый, которые находятся на расстоянии 1 м друг от друга, будут взаимодействовать с силой (согласно формуле 3):

Сравнение вычислений закона Кулона в системе СИ и СГС

В СГС данная сила будет равна:

Вычисление величины электрического заряда в системе СГС

Сила взаимодействия между двумя заряженными частицами зависит от среды, в которой они находятся. Чтобы характеризовать электрические свойства различных, сред было введено понятие относительной диэлектрической проницательности ε.

Значение ε это различная величина для разных веществ – для сегнетоэлектриков ее значение лежит в пределах 200 – 100 000, для кристаллических веществ от 4 до 3000, для стекла от 3 до 20, для полярных жидкостей от 3 до 81, для неполярных жидкостей от 1,8 до 2,3; для газов от 1,0002 до 1,006.

Также от температуры окружающей среды зависит и диэлектрическая проницаемость (относительная).

Если учесть диэлектрическую проницаемость среды, в которую помещены заряды, в СИ закон Кулона примет вид:

Закон Кулона с учетом диэлектрической проницаемости среды

Диэлектрическая проницаемость ε – величина безразмерная и она не зависит от выбора единиц измерения и для вакуума считается равной ε = 1. Тогда для вакуума закон Кулона примет вид:Закон Кулона для вакуума

Поделив выражение (6) на (5) получим:

Диэлектрическая проницаемость для закона Кулона

Соответственно относительная диэлектрическая проницаемость ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия между точечными зарядами в какой-то среде, которые находятся на расстоянии r друг относительно друга меньше, чем в вакууме, при том же расстоянии.

Для раздела электричества и магнетизма систему СГС иногда называют системой Гаусса. До появления системы СГС действовали системы СГСЭ (СГС электрическая) для измерения электрических величин и СГСМ (СГС магнитная) для измерения магнитных величин. В первой равной единице принималась электрическая постоянная ε0, а второй магнитная постоянная μ0.

В системе СГС формулы электростатики совпадают соответствующими формулами СГСЭ, а формулы магнетизма, при условии, что они содержат только магнитные величины – с соответствующими формулами в СГСМ.

Но если в уравнении одновременно будет содержаться и магнитные, и электрические величины, то данное уравнение, записанное в системе Гаусса, будет отличаться от этого же уравнения, но записанного в системе СГСМ или СГСЭ множителем 1/с или 1/с2. Величина с равна скорости света (с = 3·1010 см/с) называется электродинамической постоянной.

Закон Кулона в системе СГС будет иметь вид:

Закон Кулона в системе СГС

Пример

На двух абсолютно идентичных каплях масла недостает по одному электрону. Силу ньютоновского притяжения уравновешивает сила кулоновского отталкивания. Нужно определить радиусы капель, если расстояния между ними значительно превышает их линейные размеры.

Решение

Поскольку расстояние между каплями r значительно больше их линейных размеров, то капли можно принять за точечные заряды, и тогда сила кулоновского отталкивания будет равна:

Сила Кулоновского отталкивания

Где е – положительный заряд капли масла, равный заряду электрона.

Силу ньютоновского притяжения можно выразить формулой:

Сила Ньютоновского притяжения

Где m – масса капли, а γ – гравитационная постоянная. Согласно условию задачи Fк = Fн, поэтому:

Силы кулоновского отталкивания и ньютоновского притяжения

Масса капли выражена через произведение плотности ρ на объем V, то есть m = ρV, а объем капли радиуса R равен V = (4/3)πR3, откуда получаем:

Радиус капли

В данной формуле постоянные π, ε0, γ известны; ε = 1; также известен и заряд электрона е = 1,6·10-19 Кл и плотность масла ρ = 780 кг/м3 (справочные данные). Подставив числовые значения в формулу получим результат: R = 0,363·10-7 м.

Закон Кулона. Единица электрического заряда

Закон Кулона. Единица электрического заряда

«Физика — 10 класс»

Какие взаимодействия называют электромагнитными?
В чём проявляется взаимодействие зарядов?

Приступим к изучению количественных законов электромагнитных взаимодействий. Основной закон электростатики — закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел.

Основной закон электростатики был экспериментально установлен Шарлем Кулоном в 1785 г. и носит его имя.

Если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно не влияют на взаимодействия между ними.

Вспомните, что и закон всемирного тяготения тоже сформулирован для тел, которые можно считать материальными точками.

Заряженные тела, размерами и формой которых можно пренебречь при их взаимодействии, называются точечными зарядами.

Сила взаимодействия заряженных тел зависит от свойств среды между заряженными телами. Пока будем считать, что взаимодействие происходит в вакууме. Опыт показывает, что воздух очень мало влияет на силу взаимодействия заряженных тел, она оказывается почти такой же, как и в вакууме.

Опыты Кулона.

Идея опытов Кулона аналогична идее опыта Кавендиша по определению гравитационной постоянной. Открытие закона взаимодействия электрических зарядов было облегчено тем, что эти силы оказались велики и благодаря этому не нужно было применять особо чувствительную аппаратуру, как при проверке закона всемирного тяготения в земных условиях. С помощью крутильных весов удалось установить, как взаимодействуют друг с другом неподвижные заряженные тела.

Крутильные весы состоят из стеклянной палочки, подвешенной на тонкой упругой проволочке (рис. 14.3). На одном конце палочки закреплён маленький металлический шарик а, а на другом — противовес с. Ещё один металлический шарик b закреплён неподвижно на стержне, который, в свою очередь, крепится на крышке весов.

При сообщении шарикам одноимённых зарядов они начинают отталкиваться друг от друга. Чтобы удержать их на фиксированном расстоянии, упругую проволочку нужно закрутить на некоторый угол до тех пор, пока возникшая сила упругости не скомпенсирует кулоновскую силу отталкивания шариков. По углу закручивания проволочки определяют силу взаимодействия шариков.

Крутильные весы позволили изучить зависимость силы взаимодействия заряженных шариков от значений зарядов и от расстояния между ними. Измерять силу и расстояние в то время умели. Единственная трудность была связана с зарядом, для измерения которого не существовало даже единиц. Кулон нашёл простой способ изменения заряда одного из шариков в 2, 4 и более раза, соединяя его с таким же незаряженным шариком. Заряд при этом распределялся поровну между шариками, что и уменьшало исследуемый заряд в известном отношении. Новое значение силы взаимодействия при новом заряде определялось экспериментально.

Закон Кулона.

Опыты Кулона привели к установлению закона, поразительно напоминающего закон всемирного тяготения.

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

Силу взаимодействия зарядов называют кулоновской силой.

Если обозначить модули зарядов через |q1 и |q2|, а расстояние между ними через r, то закон Кулона можно записать в следующей форме:

где k — коэффициент пропорциональности, численно равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице длины. Его значение зависит от выбора системы единиц.

Такую же форму (14.2) имеет закон всемирного тяготения, только вместо заряда в закон тяготения входят массы, а роль коэффициента к играет гравитационная постоянная.

Легко обнаружить, что два заряженных шарика, подвешенные на нитях, либо притягиваются друг к другу, либо отталкиваются. Отсюда следует, что силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды (рис. 14.4).

Подобные силы называют центральными. В соответствии с третьим законом Ньютона 1,2 = —2,1.

Единица электрического заряда.

Выбор единицы заряда, как и других физических величин, произволен. Естественно было бы за единицу принять заряд электрона, что и сделано в атомной физике, но этот заряд слишком мал, и поэтому пользоваться им в качестве единицы заряда не всегда удобно.

В Международной системе единиц (СИ) единица заряда является не основной, а производной и эталон для неё не вводится. Наряду с метром, секундой и килограммом в СИ введена основная единица для электрических величин — единица силы тока — ампер. Эталонное значение ампера устанавливается с помощью магнитных взаимодействий токов.

Единицу заряда в СИ — кулон устанавливают с помощью единицы силы тока.

Один кулон (1 Кл) — это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А: 1 Кл = 1 А • 1 с.

Единица коэффициента k в законе Кулона при записи его в единицах СИ — Н • м2/Кл2, так как согласно формуле (14.2) имеем

где сила взаимодействия зарядов выражается в ньютонах, расстояние — в метрах, заряд — в кулонах. Числовое значение этого коэффициента можно определить экспериментально. Для этого надо измерить силу взаимодействия F между двумя известными зарядами |q1| и |q2|, находящимися на заданном расстоянии r, и эти значения подставить в формулу (14.3). Полученное значение k будет равно:

k = 9 • 109 Н • м2/Кл2.         (14.4)

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. Поэтому сообщить небольшому телу (размером порядка нескольких метров) заряд в 1 Кл невозможно.

Отталкиваясь друг от друга, заряженные частицы не могут удержаться на теле. Никаких других сил, способных в данных условиях компенсировать кулоновское отталкивание, в природе не существует.

Но в проводнике, который в целом нейтрален, привести в движение заряд в 1 Кл не составляет большого труда. Ведь в обычной электрической лампочке мощностью 200 Вт при напряжении 220 В сила тока немного меньше 1 А. При этом за 1 с через поперечное сечение проводника проходит заряд, почти равный 1 Кл.

Вместо коэффициента k часто применяется другой коэффициент, который называется электрической постоянной ε0. Она связана с коэффициентом k следующим соотношением:

Закон Кулона в этом случае имеет вид

Если заряды взаимодействуют в среде, то сила взаимодействия уменьшается:

где ε — диэлектрическая проницаемость среды, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в среде меньше, чем в вакууме.

Минимальный заряд, существующий в природе, — это заряд элементарных частиц. В единицах СИ модуль этого заряда равен:

е = 1,6 • 10-19 Кл.         (14.5)

Заряд, который можно сообщить телу, всегда кратен минимальному заряду:

q = ±N|е|,

где N — целое число. Когда заряд тела существенно больше по модулю минимального заряда, то проверять кратность не имеет смысла, однако когда речь идёт о заряде частиц, ядер атомов, то заряд их должен быть всегда равен целому числу модулей заряда электрона.

Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский



Электростатика — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Что такое электродинамика — Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряд — Закон Кулона. Единица электрического заряда — Примеры решения задач по теме «Закон Кулона» — Близкодействие и действие на расстоянии — Электрическое поле — Напряжённость электрического поля. Силовые линии — Поле точечного заряда и заряженного шара. Принцип суперпозиции полей — Примеры решения задач по теме «Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции полей» — Проводники в электростатическом поле — Диэлектрики в электростатическом поле — Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле — Потенциал электростатического поля и разность потенциалов — Связь между напряжённостью электростатического поля и разностью потенциалов. Эквипотенциальные поверхности — Примеры решения задач по теме «Потенциальная энергия электростатического поля. Разность потенциалов» — Электроёмкость. Единицы электроёмкости. Конденсатор — Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов — Примеры решения задач по теме «Электроёмкость. Энергия заряженного конденсатора»

Ответы@Mail.Ru: что такое 1 кулон

1 Кл = 1 А·с = 1/3600 Ампер-часа Куло&#769;н (обозначение: Кл, C) — единица измерения электрического заряда (количества электричества) в Международной системе единиц (СИ) . Названа в честь французского физика и инженера Шарля Кулона. Кулон — это величина заряда, прошедшая через проводник при силе тока 1 А за время 1 с.

Единица измерения электрического заряда. 1 кулон — это заряд, прошедший через проводник при силе тока 1 ампер за время 1 секунду. Многие частицы обладают электрическим зарядом: например, протон заряжен положительно, а электрон — отрицательно.

Кулон по большому счету абстрактная величина, как и ампер. Электричество надо мерить в электронах, как основных носителей электрической энергии.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о