Что такое кулон?

Кулон является мерой электрического заряда и определяется как заряд, который течет с постоянным током в один ампер (1 ампер) в течение одной секунды. Заряд может быть как положительным, так и отрицательным. Это эквивалентно 6,241 х 10 ¹⁸ электронов. Идея кулона полезна в электрохимии и физике.

Свойства в электричестве часто сравнивают с физикой воды в трубах или реках. В этой аналогии, ампер или сила тока - это скорость потока воды, а кулон - это количество воды, транспортируемой в течение определенного периода времени. В повседневных обстоятельствах большинство людей заботятся о напряжении, требуемом прибором, или мощности сменной лампочки. Фактический расход заряда или используемые кулоны важны только тогда, когда пришло время оплатить счет за электричество.

Электрический заряд - это не то же самое, что электрон. Электрон - это субатомная частица, которая несет заряд. В куске металла электроны довольно слабо удерживаются на месте протонами, положительно заряженным ядром атома. Как только потенциал или напряжение приложены, электроны смещаются равномерно, и заряд переносится, пока существует разность потенциалов между концами металла, так же как река требует вертикального спада для потока.

Поскольку заряд одного кулона эквивалентен сумме зарядов 6,241 x 10 ¹⁸ электронов, заряд на одном электроне является обратным: 1 делится на 6,241 x 10 ¹⁸ электронов на кулон. Заряд на один электрон составляет 1,602 х 10 ^-19 кулонов. Роберт Милликен получил Нобелевскую премию 1923 года за свою работу по измерению заряда электрона.

Наиболее знакомая передача заряда происходит в бытовой электрической цепи. Металлический проводник, обычно медный провод, используется для передачи электричества от дома к источнику света. Когда выключатель света включен, свет появляется мгновенно. Это происходит потому, что заряд на самом деле движется быстрее, чем электроны. Он также движется в противоположном направлении.

Некоторые твердые вещества переносят заряды в виде положительно заряженных протонов. Иногда носители заряда этих твердых тел описываются как электронные дыры, или где электроны должны быть. Полупроводники, используемые в электронике, часто изготавливаются из материалов с положительным зарядом. В этих материалах заряд движется в том же направлении, что и носители заряда. Растворы электролитов, растворы растворенных минералов или других веществ несут заряды в двух направлениях, так как отрицательно заряженные ионы будут перемещаться в одном направлении, а положительно заряженные ионы - в противоположных.

Кулоны используются в расчетах с использованием электрохимии и физиками, изучающими электричество и магнетизм. Общей проблемой химии в средней школе будет выяснение, сколько металла осаждается на подложке в ванне для металлизации, учитывая силу тока и длительность времени, в течение которого подается ток. Физическая проблема с использованием кулонов может быть связана с эффективностью фотоэлектрической панели, которая преобразует энергию фотонов в электричество.