Кулон
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.
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.
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⋅10 9 H, то есть с силой, с которой гравитация Земли притягивает предмет массой порядка 1 миллиона тонн.
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.
Применение кулона:
В кулонах измеряют электрический заряд (количество электричества ), поток электрической индукции (поток электрического смещения).
Кулон (единица измерения)
Куло́н (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 1 с.
Элементарный заряд (заряд электрона) равен −1,60217653(14)·10 −19 Кл.
Кратные и дольные единицы
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 10 1 Кл | декакулон | даКл | daC | 10 −1 Кл | децикулон | дКл | dC |
| 10 2 Кл | гектокулон | гКл | hC | 10 −2 Кл | сантикулон | сКл | cC |
| 10 3 Кл | килокулон | кКл | kC | 10 −3 Кл | милликулон | мКл | mC |
| 10 6 Кл | мегакулон | МКл | MC | 10 −6 Кл | микрокулон | мкКл | µC |
| 10 9 Кл | гигакулон | ГКл | GC | 10 −9 Кл | нанокулон | нКл | nC |
| 10 12 Кл | теракулон | ТКл | TC | 10 −12 Кл | пикокулон | пКл | pC |
| 10 15 Кл | петакулон | ПКл | PC | 10 −15 Кл | фемтокулон | фКл | fC |
| 10 18 Кл | эксакулон | ЭКл | EC | 10 −18 Кл | аттокулон | аКл | aC |
| 10 21 Кл | зеттакулон | ЗКл | ZC | 10 −21 Кл | зептокулон | зКл | zC |
| 10 24 Кл | йоттакулон | ИКл | YC | 10 −24 Кл | йоктокулон | иКл | yC |
| применять не рекомендуется | |||||||
| Единицы СИ |
|---|
| Основные: метр | килограмм | секунда | ампер | кельвин | кандела | моль |
| Производные: радиан | стерадиан | герц | градус Цельсия | катал | ньютон | джоуль | ватт | паскаль | кулон | вольт | ом | сименс | фарад | вебер | тесла | генри | люмен | люкс | беккерель | грэй | зиверт |
Полезное
Смотреть что такое «Кулон (единица измерения)» в других словарях:
Единица измерения Сименс — Сименс (обозначение: См, S) единица измерения электрической проводимости в системе СИ, величина обратная ому. До Второй мировой войны (в СССР до 1960 х годов) сименсом называлась единица электрического сопротивления, соответсвующая сопротивлению … Википедия
Зиверт (единица измерения) — Зиверт (обозначение: Зв, Sv) единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт это количество энергии, поглощённое килограммом… … Википедия
Беккерель (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq) единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… … Википедия
Вольт (единица измерения) — Вольт (обозначение: В (рус.), V (лат.)) единица измерения электрического напряжения в системе СИ. Вольт равен электрическому напряжению, вызывающему в электрической цепи постоянный ток силой 1 ампер при мощности 1 ватт. Единица названа в честь… … Википедия
Фарад (единица измерения) — Фарад (обозначение: Ф, F) единица измерения электрической ёмкости в системе СИ (ранее называлась фарада). 1 фарад равен электрической ёмкости конденсатора, при которой заряд 1 кулон создаёт между обкладками конденсатора напряжение 1 вольт. Ф =… … Википедия
Ньютон (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Ньютон. Ньютон (обозначение: Н) единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ). Принятое международное название newton (обозначение: N). Ньютон производная единица. Исходя из второго… … Википедия
Сименс (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S) единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… … Википедия
Паскаль (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… … Википедия
Тесла (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Тесла. Тесла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T) единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого… … Википедия
Грей (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy) единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… … Википедия
Закон Кулона простым языком
Взаимодействия электрических зарядов исследовали ещё до Шарля Кулона. В частности, английский физик Кавендиш в своих исследованиях пришёл к выводу, что неподвижные заряды при взаимодействии подчиняются определённому закону. Однако он не обнародовал своих выводов. Повторно закон Кулона был открыт французским физиком, именем которого был назван этот фундаментальный закон.
Рисунок 1. Закон Кулона
История открытия
Эксперименты с заряженными частицами проводили много физиков:
Все эти учёные очень близко подошли к открытию закона, но никому из них не удалось математически обосновать свои догадки. Несомненно, они наблюдали взаимодействие заряженных шариков, но установить закономерность в этом процессе было непросто.
Кулон проводил тщательные измерения сил взаимодействия. Для этого он даже сконструировал уникальный прибор – крутильные весы (см. Рис. 2).
Рис. 2. Крутильные весы
Благодаря гениальной догадке учёного, идея которой состояла в том, что при соприкосновении заряженного и незаряженного шариков, электрический заряд делился между ними поровну. На это сразу реагировали крутильные весы, коромысло которых поворачивалось на определённый угол. Заземляя неподвижный шарик, Кулон мог нейтрализовать на нём полученный заряд.
Таким образом, учёный смог уменьшать первоначальный заряд подвижного шарика кратное число раз. Измеряя угол отклонения после каждого деления заряда, Кулон увидел закономерность в действии отталкивающей силы, что помогло ему сформулировать свой знаменитый закон.
Формулировка
Кулон исследовал взаимодействие между шариками, ничтожно малых размеров, по сравнению с расстояниями между ними. В физике такие заряженные тела называются точечными. Другими словами, под определение точечных зарядов подпадают такие заряженные тела, если их размерами, в условиях конкретного эксперимента, можно пренебречь.
Для точечных зарядов справедливо утверждение: Силы взаимодействия между ними направлены вдоль линии, проходящей через центры заряженных тел. Абсолютная величина каждой силы прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (см. рис. 3). Данную зависимость можно выразить формулой: |F1|=|F2|=(ke*q1*q2) / r 2
Рис. 3. Взаимодействие точечных зарядов
Остаётся добавить, что векторы сил направлены друг к другу для разноименных зарядов, и противоположно, в случае с одноимёнными зарядами. То есть между разноимёнными зарядами действует электрическое притяжение, а между одноимёнными – отталкивание.
Таким образом, закон Кулона описывает взаимодействие между двумя электрическими зарядами, которое лежит в основе всех электромагнитных взаимодействий.
Для того чтобы действовал сформулированный выше закон, необходимо выполнение следующий условий:
Границы применения
Описанная выше закономерность при определённых условиях применима для описания процессов квантовой механики. Правда, закон Кулона формулируется без понятия силы. Вместо силы используется понятие потенциальной энергии кулоновского взаимодействия. Закономерность получена путём обобщения экспериментальных данных.
Следует отметить, что на сверхмалых расстояниях (при взаимодействиях элементарных частиц) порядка 10 — 18 м проявляются электрослабые эффекты. В этих случаях закон Кулона, строго говоря, уже не соблюдается. Формулу можно применять с учётом поправок.
Нарушение закона Кулона наблюдается и в сильных электромагнитных полях (порядка 10 18 В/м), например поблизости магнитаров (тип электронных звёзд). В такой среде кулоновский потенциал уменьшается не обратно пропорционально, а экспоненциально.
Закон Кулона стал первым открытым количественным фундаментальным законом, обоснованным математически. Его значение в исследованиях электромагнитных явлений трудно переоценить. С момента открытия и обнародования закона Кулона началась эра изучения электромагнетизма, имеющего огромное значение в современной жизни.
Коэффициент k
Формула содержит коэффициент пропорциональности k, который для согласования соразмерностей в международной системе СИ. В этой системе единицей измерения заряда принято называть кулоном (Кл) – заряд, проходящий за 1 секунду сквозь проводник, где силы тока составляет 1 А.
На основании экспериментов было установлено, что кулоновские силы, как и принцип суперпозиции электрических полей, в законах электростатики описывают уравнения Максвелла.
Если между собой взаимодействуют несколько заряженных тел, то в замкнутой системе результирующая сила этого взаимодействия равняется векторной сумме всех заряженных тел. В такой системе электрические заряды не исчезают – они передаются от тела к телу.
Закон Кулона в диэлектриках
Выше было упомянуто, что формула, определяющая зависимость силы от величины точечных зарядов и расстояния между ними, справедлива для вакуума. В среде сила взаимодействия уменьшается благодаря явлению поляризации. В однородной изотопной среде уменьшение силы пропорционально определённой величине, характерной для данной среды. Эту величину называют диэлектрической постоянной. Другое название – диэлектрическая проницаемость. Обозначают её символом ε. В этом случае k = 1/4πεε0.
Диэлектрическая постоянная воздуха очень близка к 1. Поэтому закон Кулона в воздушном пространстве проявляется так же как в вакууме.
Интересен тот факт, что диэлектрики могут накапливать электрические заряды, которые образуют электрическое поле. Проводники лишены такого свойства, так как заряды, попадающие на проводник, практически сразу нейтрализуются. Для поддержания электрического поля в проводнике необходимо непрерывно подавать на него заряженные частицы, образуя замкнутую цепь.
Применение на практике
Вся современная электротехника построена на принципах взаимодействия кулоновских сил. Благодаря открытию Клоном этого фундаментального закона развилась целая наука, изучающая электромагнитные взаимодействия. Понятие термина электрического поля также базируется на знаниях кулоновских сил. Доказано, что электрическое поле неразрывно связано с зарядами элементарных частиц.
Грозовые облака не что иное как скопление электрических зарядов. Они притягивают к себе индуцированные заряды земли, в результате чего появляется молния. Это открытие позволило создавать эффективные молниеотводы для защиты зданий и электротехнических сооружений.
На базе электростатики появилось много изобретений:
На законе Кулона базируется работа ускорителей заряженных частиц, в частности, функционирование Большого адронного коллайдера (см. Рис. 4).
Рис. 4. Большой адронный коллайдер
Ускорение заряженных частиц до околосветовых скоростей происходит под действием электромагнитного поля, создаваемого катушками, расположенными вдоль трассы. От столкновения распадаются элементарные частицы, следы которых фиксируются электронными приборами. На основании этих фотографий, применяя закон Кулона, учёные делают выводы о строении элементарных кирпичиков материи.
Использованная литература:
Кулон
Кулон — это величина заряда, прошедшая через проводник при силе тока 1 А за время 1 сек.
Кратные и дольные единицы
Образуются с помощью стандартных приставок СИ.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 10 1 Кл | декакулон | даКл | daC | 10 −1 Кл | децикулон | дКл | dC |
| 10 2 Кл | гектокулон | гКл | hC | 10 −2 Кл | сантикулон | сКл | cC |
| 10 3 Кл | килокулон | кКл | kC | 10 −3 Кл | милликулон | мКл | mC |
| 10 6 Кл | мегакулон | МКл | MC | 10 −6 Кл | микрокулон | мкКл | µC |
| 10 9 Кл | гигакулон | ГКл | GC | 10 −9 Кл | нанокулон | нКл | nC |
| 10 12 Кл | теракулон | ТКл | TC | 10 −12 Кл | пикокулон | пКл | pC |
| 10 15 Кл | петакулон | ПКл | PC | 10 −15 Кл | фемтокулон | фКл | fC |
| 10 18 Кл | эксакулон | ЭКл | EC | 10 −18 Кл | аттокулон | аКл | aC |
| 10 21 Кл | зеттакулон | ЗКл | ZC | 10 −21 Кл | зептокулон | зКл | zC |
| 10 24 Кл | йоттакулон | ИКл | YC | 10 −24 Кл | йоктокулон | иКл | yC |
| применять не рекомендуется | |||||||
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Кулон» в других словарях:
Кулон Ш. — Кулон, Шарль Огюстен Шарль Огюстен де Кулон (фр. Charles Augustin de Coulomb, 14 июня 1736 23 августа 1806) французский военный инженер и учёный физик, исследователь электромагнитных и механических явлений; член Парижской Академии наук. Его… … Википедия
Кулон Ш. О. — Кулон, Шарль Огюстен Шарль Огюстен де Кулон (фр. Charles Augustin de Coulomb, 14 июня 1736 23 августа 1806) французский военный инженер и учёный физик, исследователь электромагнитных и механических явлений; член Парижской Академии наук. Его… … 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 — • КУЛОН (Coulomb) Шарль Огюстен де (1736 1806), французский физик. Изобрел КРУТИЛЬНЫЕ ВЕСЫ, что привело его к экспериментам в области электростатики, в результате чего он вывел закон обратных квадратов, который в настоящее время носит его имя. см … Научно-технический энциклопедический словарь
кулон — КУЛОН, а, муж. Шейное украшение с камнями. | прил. кулонный, ая, ое. II. КУЛОН, а, род. мн. ов и при счёте преимущ. кулон, муж. Единица количества электричества. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
КУЛОН — (Кл, С), 1) единица СИ кол ва электричества (электрич. заряда); названа в честь франц. физика Ш. Кулона (Ch. Coulomb). 2) Ед. потока электрич. смещения (потока электрич. индукции) СИ. 1 Кл»3•109 ед. СГСЭ=0,1 ед. СГСМ. Физический энциклопедический … Физическая энциклопедия
Кулон — нагрудная или шейная подвеска. Кулон носят на цепочке, шнурке или ожерелье, ниже уровня шеи, как нательно, так и поверх платья. Источник: ГТК РФ от 20.01.1999 N 01 15/1361 О НАПРАВЛЕНИИ ИНСТРУКЦИИ И МЕТОДИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ… … Официальная терминология
КУЛОН — КУЛОН, практическая единица количества электричества, равная ЗЛО9 абсолютных электростатических единиц. Последняя определяется из закона Кулона следующим образом: если поместить два заряженных шарика на расстоянии г (в см), то сила /, действующая … Большая медицинская энциклопедия
кулон — кулон. В знач. «драгоценный камень» род. мн. кулонов. В знач. «единица измерения количества электричества» род. мн. кулонов и допустимо кулон … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
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 заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
В аналитическом виде закон Кулона имеет вид:
.
где |q1| и |q2| — 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.
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).
.