Что такое единица измерения Кулон
Содержание
Понятие электрического заряда является одним из основных при изучении электричества. Чтобы его измерять, необходима соответствующая единица измерения. Она называется кулон. Решение о введении такой единицы измерения было принято на Международном конгрессе электриков, прошедшем в Париже в 1881 году.
О единице измерения
Существует Международная система единиц измерения (СИ), в нее входят те из них, которые можно назвать основными. Это метр, секунда, килограмм и пр. Но есть и такие величины, которые выражают на основе базовых. Соответственно определяются и их единицы измерения. Кулон является одной из таких единиц, то есть, кулон — не основная единица измерения в системе (СИ).
Кулонами измеряют количество заряда. Единица получила свое название в честь французского ученого Шарля Кулона. Он в конце 19 века открыл закон, также названный его именем. Закон Кулона описывает взаимодействие двух неподвижных точечных зарядов. Он стал первым фундаментальным законом при изучении электричества и основой дальнейшего развития этой сферы науки.
Заряд и электрический ток
Об электричестве знали ещё в древние времена. Это явление обнаруживалось, например, при натирании стеклянной палочки шерстью. Но тогда нельзя было объяснить экспериментальные данные, так как не было известно об устройстве атомов, электронах, отсутствовали количественные физические законы в этой области знаний.
Учёные веками увлечённо исследовали явления, связанные с электричеством. Благодаря их научной изобретательности, большому количеству целенаправленных опытов удалось получить глубокое понимание природы электричества и точные формулировки физических законов.
Как известно, электрический ток является упорядоченным движением электрических зарядов. Сила тока представляет собой заряд, который проходит через определённое сечение за определенный отрезок времени.
Важно отметить, что любой заряд равен целому числу элементарных зарядов. В качестве последнего рассматривается заряд электрона. Если его выразить через единицы Международной системы измерений, то его величина будет равняться:
Наличие знаков плюс и минус указывает на то, что заряд может иметь положительное или отрицательное значение. В первом случае речь идёт о заряде протона — частице, входящей в состав атомного ядра. Со знаком минус указывается величина заряда электрона.
Обычно предполагается, что в каждом атоме имеется одинаковое количество протонов и электронов. Протоны являются частью ядра, а электроны вращаются вокруг него на различных орбитах. Те, которые расположены на последней, имеют непрочную связь со своим атомом и легко отрываются от него, совершая хаотичные движения.
Под действием электрического поля электроны начинают упорядоченно двигаться от отрицательной клеммы источника тока к положительной. Когда атом теряет электроны, он приобретает положительный заряд. Однако под действием электрополя атомы в твёрдом теле двигаться также энергично, как электроны не могут. В жидкости движение таких ионов может образовывать электрический ток.
Электрический заряд подчиняется закону сохранения. В замкнутой системе электрозаряд не может измениться количественно. Это правило действует практически всегда, но за одним исключением. Равные заряды противоположных знаков могут одновременно обнулиться. Однако при этом заряды просто будут перераспределены на микроуровне и никуда не исчезнут.
Определение
Кулон можно определить, исходя из понятия силы тока. Согласно формуле заряд равен произведению силы тока на время. Таким образом, можно получить определение кулона. Оно будет выглядеть следующим образом:
Для рассматриваемой единицы измерения на практике используются два обозначения: русское и международное. Первое — это «Кл», второе — «C».
Было выяснено, что в реальной жизни 1 Кулон представляет собой очень большую величину. Используя закон Кулона, можно утверждать, что два одноимённых заряда такой величины на расстоянии одного метра будут отталкиваться с силой 900 000 000 Ньютонов. Поэтому на практике обычно используют микрокулон, который представляет собой миллионную долю рассматриваемой величины. Также может применяться милликулон или другие дробные или кратные единицы, которые являются производными от рассматриваемой величины.
В Международную систему единиц измерений кулон был включён в 1960 году. Это решение было принято на 11 Генеральной конференции по мерам и весам. Чтобы знать, как правильно писать, необходимо помнить, что здесь применяются общие правила, относящиеся к единицам измерений, названным в честь выдающихся физиков. Если название встречается в тексте, то слово пишут, начиная с маленькой буквы (например, «кулон»). Если речь идёт о кратком обозначении, то используется заглавная (например, «Кл»).
Другие единицы измерения заряда
Кулон можно выразить как произведение ампера на секунду. На практике применяется похожая единица измерения — ампер-час.
Как известно, существует не только система измерений СИ, но и другие. В качестве примера можно привести СГС. В ней также имеется единица измерения заряда, которая называется франклин или статкулон. Их соотношение с кулоном можно выразить следующим образом:
Система СИ выглядит более привычно. Это связано с её большой распространённостью. СГС менее известна, однако она также применяется для проведения измерений. Поэтому важно знать, как определяется соотношение величин между ними.
Загрузка...
