Закон кулона в чем измеряется

Содержание

Применение на практике

Работы Кулона очень важны в электростатике, на практике они применяется в целом ряде изобретений и устройств. Ярким примером можно выделить молниеотвод. С его помощью защищают здания и электроустановки от грозы, предотвращая тем самым пожар и выход из строя оборудования. Когда идёт дождь с грозой на земле появляется индуцированный заряд большой величины, они притягиваются в сторону облака. Получается так, что на поверхности земли появляется большое электрическое поле. Возле острия молниеотвода оно имеет большую величину, в результате этого от острия зажигается коронный разряд (от земли, через молниеотвод к облаку). Заряд от земли притягивается к противоположному заряду облака, согласно закону Кулона. Воздух ионизируется, а напряженность электрического поля уменьшается вблизи конца молниеотвода. Таким образом, заряды не накапливаются на здании, в таком случае вероятность удара молнии мала. Если же удар в здание и произойдет, то через молниеотвод вся энергия уйдет в землю.

В серьезных научных исследованиях применяют величайшее сооружение 21 века – ускоритель частиц. В нём электрическое поле выполняет работу по увеличению энергии частицы. Рассматривая эти процессы с точки зрения воздействия на точечный заряд группой зарядов, тогда все соотношения закона оказываются справедливыми.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором предоставлено подробное объяснение Закона Кулона:

Полезное по теме:

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).

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 9 Н·м 2 /Кл 2 .

Часто его записывают в виде , где ɛ =8,85 · 10 — 12 Kл 2 H·м 2 — электрическая постоянная. В среде с диэлектрической проницаемостью ɛ закон Кулона имеет вид:

Что такое кулон

Само слово кулон происходит от французского coulant (лёгкий, текучий, скользящий, свободный). Это разновидность подвески — ювелирное украшение, которое можно носить на хлопковой или кожаной верёвочке, драгоценной цепочке. Оно может быть ручной работы или заводским. При его создании мастер может использовать драгоценные металлы, дерево, пластмассу, минералы, сплавы металлов, кожу. Популярными среди молодёжи, в последнее время, становятся кулоны из силикона.

Немного истории

Люди украшали свои тела с древних времён. Первобытные охотники использовали зубы своей добычи, как трофей. Воины вешали на шею кости побеждённых врагов, веря, что это придаст им силу своего бывшего хозяина.

Позже они стали предметом статуса. Их делали из дерева, металлов, кости животных, морских раковин и украшали орнаментами.

Также, подобные подвески служили оберегом от злых сил. В основном их изготавливали из камней, вырезали или рисовали на них и вешали на полоску кожи.

Виды кулонов

Такие украшения будут в моде всегда. Они помогут подчеркнуть статус, могут служить амулетом или талисманом, стать предметом красоты, помогут выделиться из толпы, показать принадлежность к какой-либо группе.

И так, кулоны бывают:

Классические:

к ним относятся украшения в форме букв с инициалами, вашими или родного и близкого вам человека;
в виде сердца. Они подойдут романтическим натурам;
элегантные в форме ключа.

Выполненные по мотивам природы:

небесные тела. Популярны у людей, которые стремятся к равновесию и гармонии в жизни;
Знаки зодиака;
с изображением животных;
растения, как символ красоты и всего живого.

Экстравагантные:

Это кулоны в виде или с изображением знаков субкультур и религий, украшения необычной формы. Часто это символизируют отдельной черты характера, или его пристрастия. Их могут выполнить в виде книги, молнии, плюшевого мишки, штанги, скрипичного ключа…

Кресты разного размера, из разнообразных материалов с камнями и гравировкой.
Асимметричные всех форм с замысловатыми завитками, петлями, спиралями.
Геометрические.

Множество вариантов использования квадратов, кругов, треугольников, которые инкрустируют камнями, украшают гравюрами.

Любой из таких кулонов может станет не только украшением. В некоторых хранят фотографию любимого или близкого человека, в других прячут часы. Часто их используют как ёмкость для эфирного масла. Зачастую это маленькие сосуды. Через его тонкое горлышко масло медленно испаряется и можно дышать целительными парами.

Всё чаще деловые люди выбирают кулоны-флешки. Их выполняют в разных мотивах и из различных материалов, нередко из драгоценных металлов. Такой аксессуар легко впишется в офисный дрескод. К тому же важная информация всегда будет при вас, всегда в быстром доступе.

Решили приобрести кулон, будьте уверены, вы найдёте именно то, что вам по душе. Среди многообразия кулонов даже самая привередливая модница найдёт то, что придётся ей по душе

Надев его на торжество или мероприятие, вы будете выделяться, и привлечёте внимание противоположного пола на себя

Что такое подвеска

Само понятие подразумевает, что это изделие, которое подвешивается на что-либо. Этимологически подвеска сродни слову «брелок». Ювелирная подвеска может использоваться в единственном или множественном числе, как дополнение к цепочке на шею, к браслету (на руку или на ногу), к часам.

Подвеска — это украшение произвольной формы, чаще всего небольшое. Может быть выполнено из металла, поделочного камня, стекла, хрусталя, с элементами скани, финифти и т. п. В зависимости от создаваемого образа, способно носить благородный изысканный характер (знаменитые алмазные подвески королевы Анны из романа «Три мушкетера» Александра Дюма или золотые с жемчугом изделия испанской королевы Изабеллы Валуа). Или служить оригинальным дополнением национального костюма (фигурки животных, перья птиц, «ловцы снов», используемые коренными жителями Америки и Индии).

В молодежной среде подвески используются как элемент субкультуры. Например, браслет «Пандора» с многочисленными тематическими подвесами или для направления хиппи — знак паци́фик, символизирующий мир во всем мире и т. п. Чаще всего подвески проходят единой тематической нитью и являются составными частями комплекта, состоящего из ожерелья, серег, браслетов.

Ювелирные украшения с фольклорным колоритом могут сочетать подвесы, выполненные из разных материалов. Например, бисер, дерево, слоновая кость и т. д.

Сила, как векторная величина

Сила электрического взаимодействия является векторной величиной. Она имеет не только значение, но и направление. Направление электрической силы зависит от зарядов взаимодействующих объектов и их пространственной ориентации. Если знать типы зарядов на двух объектах, то направление силы, действующей на любой из них, можно определить небольшим рассуждением.

На приведённой выше схеме в первых двух взаимодействиях объекты имеют одноимённый заряд (положительный или отрицательный), который заставляет их отталкиваться друг от друга. Силы, действующие на объекты направлены в противоположные стороны.

На третьей схеме объекты имеют противоположный по знаку заряд, заставляющий их притягиваться друг к другу.

Когда дело доходит до определения направления электрического вектора силы, лучший способ — применить основное правило взаимодействия зарядов: противоположные заряды притягиваются, одноимённый отталкиваются.

Существует ряд факторов, влияющих на значение силы взаимодействия заряженных частиц.

Рассмотрим два воздушных шара:

Если их зарядить одноимёнными зарядами, то они будут отталкиваться друг от друга, а сила, с которой они отталкиваются, может быть изменена путём изменения трёх переменных:

Количество заряда на одном из воздушных шаров будет влиять на размер отталкивающей силы. Чем больше заряд шара, тем больше сила отталкивания.
Количество заряда на втором воздушном шаре будет влиять на величину силы отталкивания. Если слегка потереть о шары мехом, они немного отклонятся в разные стороны. Если сделать это энергично, чтобы каждый шар зарядился больше, они разойдутся на большое расстояние.
Расстояние между двумя воздушными шарами будет иметь значительное и заметное влияние на силу взаимодействия. Электрическая сила явно выражена, когда воздушные шары ближе всего друг к другу. Увеличение расстояния уменьшает силу. То есть будет наблюдаться обратная зависимость величины силы от расстояния между двумя воздушными шарами.

Кольца

Кольца настолько популярны, что, казалось бы, не нуждаются ни в представлениях, ни в описаниях. На самом деле с кольцами все не так просто. Они могут быть разных типов: классические без вставок, обручальные, перстни и печатки. В конструкцию каждого, даже самого простого колечка входит несколько составляющих деталей. Мы разберем только классическое ювелирное украшение:

Шинка – это ключевая часть изделия. Шинкой называют тот самый ободок, который надевается на палец.
Каст – иными словами, это оправа. Каст крепко держит камень в своих «объятиях». Чаще всего встречаются круглые, квадратные и треугольные оправы, но ювелиры могут придавать им самые разные формы.
Рант или дигель – это специальная подкладка, удерживающая вставку снизу. Деталь всегда повторяет форму каста.
Вставка – это камень, который установлен в каст. Сначала ювелир подбирает вставку, а уже под нее изготавливает оправу.
Накладка – декоративный элемент кольца. Она выполняет роль соединительного узла между оправой и шинкой.

Конструкция традиционного обручального кольца намного примитивнее. Оно состоит обычно из одной шинки, поверхность которой украшают гравировкой. Перстни декорируют не кастами, а специальной площадкой (тоже с гравировкой).

Размеры колец рассчитывают по диаметру. В России производители указывают их в миллиметрах. В других странах существуют собственные метрические системы. Чтобы не прогадать с размером, лучше изучить специальную сравнительную таблицу.

Как выбрать цепочку к кулону?

Если речь идёт о ювелирном изделии, то правило подбора следующее: вес цепочки из драгоценного металла должен быть примерно вдвое больше, чем вес кулона. Кроме того, цвета металлов кулона и цепочки должны быть одинаковыми. Не стоит выбирать для кулона толстую цепь или ожерелье, цепочку сложного плетения тоже лучше отложить в сторону. Длина должна соответствовать выбранной одежде, чересчур длинную цепочку застегните покороче, расположив кулон так, чтобы он был в центре внимания.

Для бижутерии, изделий из поделочного камня и экоматериалов правила выбора не столь строги. Такой кулон можно подвесить на стальной цепочке, кожаном или синтетическом шнуре, атласной ленте, бархотке и т.д. В зависимости от фасона одежды подберите длину шнура.

Закон Кулона

Главная
Справочник
Законы
Закон Кулона

Закон Кулона количественно описывает взаимодействие заряженных тел. Он является фундаментальным законом, то есть установлен при помощи эксперимента и не следует ни из какого другого закона природы. Он сформулирован для неподвижных точечных зарядов в вакууме. В реальности точечных зарядов не существует, но такими можно считать заряды, размеры которых значительно меньше расстояния между ними. Сила взаимодействия в воздухе почти не отличается от силы взаимодействия в вакууме (она слабее менее чем на одну тысячную).

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был открыт французским физиком Ш. Кулоном в 1785 г. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами.

На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

Сила взаимодействия двух неподвижных точечных электрических зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению их модулей и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Она направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, и является силой притяжения, если заряды разноименные, и силой отталкивания, если заряды одноименные.

Если обозначить модули зарядов через |q

1| и |q 2|, то закон Кулона можно записать в следующей форме:

Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц.

Полная формула закона Кулона:

Где :

\( F \) — Сила Кулона

\( q_1 q_2 \) — Электрический заряд тела

\( r \) — Расстояние между зарядами

\( \varepsilon_0 = 8,85*10^{-12} \) — Электрическая постоянная

\( \varepsilon \) — Диэлектрическая проницаемость среды

\( k = 9*10^9 \) — Коэффициент пропорциональности в законе Кулона

Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: \( \vec{F}_{12}=\vec{F}_{21} \) . Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках.

Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q.

Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы:

Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.
Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.
Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом также проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.

Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой.

Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.

Отметим, чтоб выполнялся закон Кулона необходимо 3 условия:

Точечность зарядов — то есть расстояние между заряженными телами много больше их размеров.
Неподвижность зарядов. Иначе вступают в силу дополнительные эффекты: магнитное поле движущегося заряда и соответствующая ему дополнительная сила Лоренца, действующая на другой движущийся заряд .
Взаимодействие зарядов в вакууме.

В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).

Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (Ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения.

ЗаконыФормулы Физика Теория Электричество Закон

Единица измерения заряда — Кулон

За единицу заряда приняли кулон (1 Кл) в честь Шарля Кулона. Так как существует известная величина единичного элементарного заряда заряда электрона (протона), то можно было принять величину заряда, равной ей.

Но это слишком маленькая величина, и она не подходит для многих бытовых и промышленных расчетов, так как расчеты могли бы стать слишком громоздкими и неудобными. Такая величина принята и пригодна в ядерной физике.

Для классической же физики требовалось ввести иную величину. Поэтому, исходя из уже известных и используемых величин, приняли величину заряда в 1 Кл, равную заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока в 1 А.

Заряд в 1 Кл очень большая величина. В случае, когда два точечных заряда обладают каждый таким зарядом, сила их взаимодействия будет примерно равна силе, с которой Земля притягивает груз весом в 1 т.

Поэтому придать такой заряд маленькому телу невозможно, так как по закону Кулона одноименные заряды будут отталкивать кулоновскими силами.

Однако в проводнике протекание такого заряда возможно. Например, через спираль лампочки мощностью 60 Вт за 1 с проходит заряд чуть меньший 1 Кл.

Поэтому всегда следует помнить, что электричество это не шутка, а мощная сила, и относиться с предосторожностями к электроприборам под напряжением

Кратные и дольные единицы кулона:

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

Что такое кулон

Это ювелирное украшение, которое надевают на шею. Носится на золотой или серебряной цепочке, ленте или даже нитке. Сегодня также популярны каучуковые шнурки с застежками из золота или серебра.

Название этого изделия произошло от французского coulant, что означает «легкий, скользящий».

Кулоны производят из золота или серебра, украшают преимущественно драгоценными камнями. Они могут иметь практически любую форму: круглую, квадратную, сердечка, ромба, одной буквы или целого слова.

Многие наделяют это украшение сакральным смыслом, применяя его в качестве талисмана или амулета. Так, например, носят кулоны с религиозной символикой. Многие верят, что такой оберег защищает от всего плохого.

Изучение статического электричества

К систематическому изучению природы электростатики учёные приступили со времён работ французского учёного 18-го века Шарля Огюстена де Кулона. В частности, он ввёл понятие электрического заряда и открыл закон взаимодействия зарядов. По его имени названа единица измерения количества электричества — кулон (Кл). Правда, ради исторической справедливости, надо заметить, что годами ранее этим занимался английский учёный лорд Генри Кавендиш; к сожалению, он писал в стол и его работы были опубликованы наследниками лишь спустя 100 лет.

Работы предшественников, посвященные законам электрических взаимодействий, дали возможность физикам Джорджу Грину, Карлу Фридриху Гауссу и Симеону Дени Пуассону создать изящную в математическом отношении теорию, которой мы пользуемся до сих пор. Главным принципом в электростатике является постулат об электроне — элементарной частице, входящей в состав любого атома и легко отделяющейся от него под воздействием внешних сил. Помимо этого, действуют постулаты об отталкивании одноимённых зарядов и притягивании разноимённых.

Измерение электричества

Цифровой мультиметр, позволяющий измерять ток, напряжение, сопротивление и проверять транзисторы.

Одним из первых измерительных приборов явился простейший электроскоп, изобретённый английским священником и физиком Абрахамом Беннетом — два листочка золотой электропроводной фольги, помещённые в стеклянную ёмкость. С тех пор измерительные приборы значительно эволюционировали — и теперь они могут измерять разницу в единицы нанокулон. С помощью особо точных физических инструментов, российский учёный Абрам Иоффе и американский физик Роберт Эндрюс Милликен сумели измерить электрический заряд электрона

Ныне, с развитием цифровых технологий, появились сверхчувствительные и высокоточные приборы с уникальными характеристиками, которые, благодаря высокому входному сопротивлению, почти не вносят искажений в измерения. Помимо измерения напряжения такие приборы позволяют измерять и другие важные характеристики электрический цепей, таких, как омическое сопротивление и протекающий ток в широком диапазоне измерений. Самые продвинутые приборы, называемые из-за их многофункциональности мультиметрами, или, на профессиональном жаргоне, тестерами, позволяют измерять также и частоту переменного тока, емкость конденсаторов и осуществлять проверку транзисторов и даже измерять температуру.

Как правило, современные приборы имеют встроенную защиту, не позволяющую вывести прибор из строя при неправильном применении. Они компактны, просты в обращении и абсолютно безопасны в работе — каждый из них проходит через ряд испытаний на точность, проверяется в тяжёлых режимах работы и заслужено получает сертификат безопасности.

Автор статьи: Сергей Акишкин

Изучение статического электричества

Чудо святителя Спиридона — подвеска стоптанный тапочек

Канонизированный христианской церковью Спиридон жил в начале первого тысячелетия нашей эры на Кипре. Изначально он был простым пастухом, но впоследствии был назначен епископом. Сам Господь, видя благочестие Спиридона, наделил его даром творить чудеса. Он исцелял немощных, а иногда – и воскрешал мертвых.

Чудо Спиридона в виде тапочек до сих пор не находит объяснения. Мощи святого находятся в посвященном ему храме на греческом Корфу. Тело почившего почти два тысячелетия назад человека до сих пор имеет нормальную «живую» температуру, у него отрастают волосы и ногти. Более того, туфли святого постепенно изнашиваются, и их вынуждены менять раз в год!

Значение для женщин подвески Чудо Спиридона очень велико, особенно если оно подкреплено верой в Бога. Считается, что святой до сих пор ходит по свету и творит чудеса. Подвеска Башмачок Спиридона Тримифунтского – символ веры в чудо, молитва о заступничестве, просьба об исцелении от недугов и ниспослании желанной беременности.

Башмачок Спиридона Тримифунтского и подвеска в виде него

Изучение статического электричества

Измерение электричества

Цифровой мультиметр, позволяющий измерять ток, напряжение, сопротивление и проверять транзисторы.

Автор статьи: Сергей Акишкин

Закон кулона в чем измеряется

Применение на практике

Что такое кулон

Немного истории

Виды кулонов

Что такое подвеска

Сила, как векторная величина

Кольца

Как выбрать цепочку к кулону?

Закон Кулона

Единица измерения заряда — Кулон

Кратные и дольные единицы кулона:

Что такое кулон

Изучение статического электричества

Измерение электричества

Изучение статического электричества

Чудо святителя Спиридона — подвеска стоптанный тапочек

Изучение статического электричества

Изучение статического электричества

Измерение электричества

Похожие записи: