Открытая Физика. Электрический заряд. Закон Кулона
Подобно понятию гравитационной массы тела в механике Ньютона, понятие заряда в электродинамике является первичным, основным понятием.
Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.
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.
Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда.
В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной: q1 + q2 + q3 + … +qn = const.
Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.
С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду
В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.
Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела – дискретная величина: q=±ne (n = 0, 1, 2, …).
Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными. Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда. Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом ±13e и ±23e. Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.
В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. 1.1.1). Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке. Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.
Электрометр является достаточно грубым прибором; он не позволяет исследовать силы взаимодействия зарядов. Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был открыт французским физиком Ш. Кулоном в 1785 г. В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора – крутильных весов (рис. 1.1.2), отличавшихся чрезвычайно высокой чувствительностью. Так, например, коромысло весов поворачивалось на 1° под действием силы порядка
Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну. Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть
Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.
На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:
Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними: F=k|q1|ċ|q2|r2.
Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона:F→1=-F→2. Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках (рис. 1.1.3). 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.
Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. 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
Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде: k=14πε0, где ε0=8,85ċ10-12Кл2Hċм2 – электрическая постоянная.
В системе СИ элементарный заряд e равен:
e = 1,602177ċ10–19 Кл ≈ 1,6ċ10–19 Кл.Опыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции.
Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.
Рис. 1.1.4 поясняет принцип суперпозиции на примере электростатического взаимодействия трех заряженных тел.
Принцип суперпозиции является фундаментальным законом природы. Однако, его применение требует определенной осторожности, в том случае, когда речь идет о взаимодействии заряженных тел конечных размеров (например, двух проводящих заряженных шаров 1 и 2). Если к системе из двух заряженных шаров поднсти третий заряженный шар, то взаимодействие между 1 и 2 изменится из-за
Принцип суперпозиции утверждает, что при заданном (фиксированном) распределении зарядов на всех телах силы электростатического взаимодействия между любыми двумя телами не зависят от наличия других заряженных тел.
Физический класс | Электрический заряд. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона «
Знакомство с явлениями электростатики лучше начинать в сухую погоду. Расчесывая волосы, снимая свитер можно наблюдать в темноте проскакивание крошечных искр и слабое потрескивание. Если потереть пластиковую расческу о волосы и поднести ее к мелким кусочкам бумаги, то они начнут притягиваться к расческе.
Электризация – физическое явление, которое приводит к возникновению взаимодействия (притяжения или отталкивания) двух тел, например, при приведении их в плотный контакт или при трении (стекло и кожа, плексиглас и шерсть, резина и шерсть). Обнаружено в Древней Греции при трении янтаря (по-гречески – «электрон») о шерсть.
Взаимодействие наэлектризованных тел в состоянии покоя называется электростатическим взаимодействием.
Опыты по взаимодействию заряженных тел показали, что в природе существуют два вида заряда. Б. Франклин назвал один из них положительным, а другой – отрицательным. Разноименные заряды притягиваются, а одноименные – отталкиваются.
Различают следующие виды электризации:
- Трением.
- Соприкосновением.
- Через влияние
- При облучении.
При электризации тел трением всегда одновременно заряжаются оба участвующих в электризации тела (например, стекло и шелк). Причем одно из них приобретает положительный заряд, а другое – отрицательный. Если до электризации оба тела не были заряжены, то величина положительного заряда первого тела оказывается в точности равной величине отрицательного заряда второго тела.
Современная теория объясняет электризацию твердых тел как перемещение электронов, входящих в состав атомов любых тел, с одного тела на другое.
В состав ядра входят положительно заряженные элементарные частицы – протоны. На теле, приобретающем отрицательный заряд, образуется избыточное число электронов по сравнению с числом протонов, а на положительно заряженном теле оказывается недостаток электронов по сравнению с числом протонов.
Электрический заряд – характеристика заряженного тела. Минимальный заряд обозначается буквой e и равен 1,6·10–19 Кл. Такой заряд имеют электрон и протон. Первые, наиболее точные определения заряда электрона были выполнены американским ученым Р. Милликеном и русским физиком А. Ф. Иоффе.
Для обнаружения и измерения электрического заряда используют электрометр. По углу отклонения стрелки модно судить о величине заряда.
Уменьшение числа электронов в одном теле равно увеличению их числа в другом. При этом полный заряд такой системы не изменяется, оставаясь равным нулю.
Сохранение числа протонов и электронов на соприкасающихся телах объясняет подтверждающийся опытом закон сохранения заряда: в электрически замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов не меняется.
Количественное исследование взаимодействия заряженных тел осуществил в 1785 году французский физик Ш. Кулон (1736-1806). Он исследовал взаимодействие небольших заряженных металлических шариков при помощи крутильных весов.
На тонкой проволоке была подвешена стеклянная палочка с двумя металлическими шариками на концах. Одному шарику сообщали электрический заряд. Рядом с ним помещали неподвижный заряженный таким же по знаку зарядом шар. По углу поворота стеклянной палочки Ш.Кулон определял силу взаимодействия. Расстояние измерялось между центрами шаров.
Модуль силы взаимодействия F12 между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами q1 и q2 в вакууме пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния R12 между ними.
Точечный заряд – модель реальных заряженных тел, размер которых значительно меньше, чем расстояние между ними.
Если имеется система точечных зарядов, то сила, действующая на каждый из них, определяется как векторная сумма сил, действующих на данный заряд со стороны всех других зарядов системы. При этом сила взаимодействия данного заряда с каким-то конкретным зарядом рассчитывается так, как будто других зарядов нет.
Сила взаимодействия точечных зарядов зависит от свойств среды, в которой они находятся:
Свойства среды определяет диэлектрическая проницаемость среды ε.
Границы применимости закона Кулона:
- для точечных зарядов
- для неподвижных зарядов
- справедлив до расстояний не меньше 10-15 м
Применение электризации
1.Электрофильтры.
Для очистки воздуха от пыли, например, при производстве цемента, очистки частиц дыма на ТЭС используют электрофильтры. Наэлектризованные частицы пыли притягиваются к заряженному элементу внутри фильтра.
2. Равномерное распыление краски краскопультом.
Электростатическая покраска используется для покрытия металлических поверхностей, например, в покрасочном цехе автомобильных кузовов. Для равномерного распыления краски на краскопульт подают отрицательный заряд, а кузову автомобиля сообщают положительный заряд. Отрицательно заряженные капельки краски равномерно распределяются по поверхности кузова, образуя прочный, ровный слой.
3. Изготовление наждачной бумаги.
4. Генератор высокого напряжения Ван де Граафа.
Электризация нашла практическое применение в науке и технике. До недавнего времени в ядерных исследованиях на ускорителях элементарных частиц широко применялся генератор Ван-дер-Ваальса. С его помощью удавалось генерировать напряжение до нескольких миллионов вольт. Генератор разработан в 1929 году американским физиком Робертом Ван-дер-Ваальсом. Используется электризация трением. Заряд переносится на движущейся ленте и многократно снимается с нее на полый металлический проводник.
5. Очистка зерна.
6. Дактилоскопия.
7. Лазерный принтер и ксерокс.
Электризация тел при облучении нашла применение в ксерокопирование и лазерном принтере.
8. Медицина.
При работе люстры Чижевского образуется большое количество отрицательных ионов кислорода. При вдыхании воздуха ионы кислорода отдают электрические заряды эритроцитам крови, а затем – клеткам. Вследствие чего улучшается обмен веществ в организме.
Учет электризации
- Перевозка топлива.
- Электризация нитей на ткацкой фабрике.
- Электризация самолета во время полета.
- Электризация одежды.
Опорный конспект:
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора Кулон
Зарядные устройства Кулон для автомобильных аккумуляторов получили довольно широкое распространение на рынке. На рынке в основном представлены модели линеек 100, 700. Есть также флагманское ЗУ 912 Wi-Fi, а также менее распространённые Кулон 305 и 405. По зарядным устройствам Кулон возникает довольно много вопросов. Поэтому было решено посвятить им отдельную статью.
Содержание статьи
Компания-производитель
Разработкой и выпуском зарядных устройств кулон занимается компания «Balsat». Фирма была основана в 1991 году. С тех пор компания присутствует на российском рынке, разрабатывая и выпуская ЗУ для стартерных батарей, автоматизированные системы кондиционирования и вентиляции, а также различные устройства для удалённого мониторинга и управления.
Вся цифровая и аналоговая продукция компании «Balsat» выпускается на базе современных микропроцессоров. Специалисты фирмы снимаются полным циклом производства цифровой и аналоговый техники. Они разрабатывают концепцию продукта, а затем запускают его в серийное производство. Фирма «Balsat» оказывает услуги по выпуску электронного оборудования на заказ и участвует в некоторых производственных программах других компаний.
В разработке и производстве зарядных устройств для стартерных аккумуляторных батарей компания «Balsat» имеет опыт более 20 лет. Всё это время продукция компании совершенствуется, и предлагаются все более удобные и функциональные зарядные устройства. В модельном ряду компании «Balsat» имеются несколько линеек ЗУ, начиная от самых простых, и заканчивая продвинутыми с возможностью подключения в домашнюю беспроводную сеть. Давайте, рассмотрим их подробнее.
Вернуться к содержанию
Обзор зарядных устройств Кулон
Кулон 100 и 106
Зарядное устройство Кулон 100 предназначено для заряда стартерных аккумуляторов, ёмкость которых лежит в диапазоне 23─95 Ач. Сюда относятся аккумуляторные батареи, используемые на автомобилях, мотоциклетной технике, водных транспортных средствах. Кроме того, Кулон 100 может применяться в качестве источника питания для низковольтного электрического оборудования.
ЗУ Кулон 100
ЗУ работает в полностью автоматическом режиме. Настройки сделаны таким образом, чтобы обеспечить безопасный заряд стартерной батареи и оптимальное время зарядки. После полного заряда аккумулятора подключённое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора Кулон 100 может поддерживать его в заряженном состоянии неограниченное время.
На корпусе устройства имеется светодиодная индикация напряжения. В электронной схеме предусмотрена защита от коротких замыканий и перегрузок. Установлен сменный предохранитель, рассчитанный на 7,5 ампера. Кулон не имеет защиты от переполюсовки.
В таблице ниже можно посмотреть основные характеристики устройства.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Входное напряжение, В | 220±10 |
| Напряжение холостого хода, В | 14,8 ± 0,2 |
| Максимальный ток на выходе, А | 5 |
| Частота входного напряжения, Гц | 50-60 |
| Потребляемая мощность, Вт | до 110 |
| Потребляемая мощность без нагрузки, Вт | 4 |
| КПД, % | 82 |
| Габариты, мм | 160 х 84 х 60 |
| Вес, кг | 0,5 |
ЗУ Кулон 106
Зарядное устройство Кулон 106 имеет все те же самые функции и возможности, что и модель 100. Она отличается более высоким выходным током (6 А) и увеличенной потребляемой мощностью. Характеристики модели можно посмотреть в таблице ниже.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Входное напряжение, В | 220±10 |
| Напряжение холостого хода, В | 14,8 ± 0,2 |
| Максимальный ток на выходе, А | 6 ± 0,5 |
| Частота входного напряжения, Гц | 50-60 |
| Потребляемая мощность, Вт | до 120 |
| Потребляемая мощность без нагрузки, Вт | 4 |
| КПД, % | 82 |
| Габариты, мм | 190 х 125 х 78 |
| Вес, кг | 0,58 |
Вернуться к содержанию
Кулон серий 707 и 715 (715А, 707А, 715d, 707d)
Зарядные устройства серий Кулон 707 и Кулон 715 разработаны для зарядки стартерных аккумуляторов, работающих на автомобилях, мотоциклетной технике, скутерах, катерах и т. п. В продаже можно встретить устройства 707А, 707d, 715A, 715d.
Модели с буквой А в названии, 707А и 715А, могут работать в режиме заряда аккумулятора с возможностью регулировки зарядного тока. Индикатор тока заряда у них аналоговый. Кроме того, эти устройства могут быть использованы в режиме блока питания. При этом они обеспечивают напряжение на выходе 13,5 ± 1,5 вольта.
Модели с буквой d в названии, 707d и 715d, оснащаются жидкокристаллическим дисплеем. На него выводится напряжение и ток заряда. Бегущая строка отображает дополнительную информацию. Эти зарядные устройства кулон могут быть использованы, как регулируемый источник питания.
Кулон 707А
Кулон 707d
Кулон 715А
Кулон 715d
Как сообщает производитель, зарядное устройство имеет комбинированный алгоритм зарядки стартерных аккумуляторов. Он включает в себя этап основного заряда, когда устройство работает в режиме стабилизатора тока. А на завершающем этапе зарядки Кулон переходит в режим стабилизации напряжения. Это сделано для оптимизации скорости зарядки и защиты от перенапряжения на клеммах аккумулятора, что может приводить к излишнему кипению электролита.
ЗУ Кулон серий 707 и 715 имеют в своей электронной схеме защиту от короткого замыкания и перегрузки. Защиты от переполюсовки нет. Модели серий 707 и 715 отличаются током заряда и потребляемой мощностью. Соответственно, они используются для зарядки стартерных аккумуляторов с различной ёмкости.
В таблице ниже можно посмотреть основные параметры моделей 705 и 715.
| Характеристика | Кулон 707 | Кулон 715 |
|---|---|---|
| Входное напряжение, В | 220 ± 10 | 220±10 |
| Частота входного напряжения, Гц | 50-60 | 50-60 |
| Потребляемая мощность, Вт | 150 ± 10 | 300 ± 15 |
| Потребляемая мощность без нагрузки, Вт | 5 | 5 |
| Номинальная ёмкость заряжаемого аккумуляра, Ач | 7,5-75 | 15-150 |
| Ток заряда на выходе, А | 0,7-7 | 1-15 |
| Габариты, мм | 153 х 85 х 215 | 153 х 85 х 215 |
Вернуться к содержанию
Кулон 912 Wi-Fi
Теперь о флагмане продуктовой линейки, зарядном устройстве Кулон 912 Wi-Fi. ЗУ имеет возможность удалённого управления посредством смартфона, планшета и ноутбука. Это единственное на рынке устройство с таким функционалом. Модель может использоваться для диагностики и восстановления стартерных аккумуляторов, а также работать в режиме регулируемого источника питания.
Кулон 912 Wi-Fi
Производитель позиционирует устройство Кулон 912 в качестве модели для профессионалов и продвинутых пользователей. С помощью этого устройства можно заряжать и проводить восстановление большинства современных стартерных АКБ. Поддерживается работа с такими типами аккумуляторов, как WET, AGM, GEL, щелочные с номинальной ёмкостью 1─200 Ач и напряжением от 3 до 12 вольт. То есть, полностью охватываются модели стартерных аккумуляторных батарей, используемых на автомобилях, водном транспорте, мотоциклетной технике.
В процессе заряда и восстановления аккумулятора Кулон 912 позволяет изменять до 12 различных параметров. В режиме регулируемого источника питания напряжение можно изменять в диапазоне 1─16 вольт. Зарядное устройство Кулон 912 позволяет заряжать и восстанавливать глубоко разряженные аккумуляторные батареи. Кроме того, ЗУ может длительное время обеспечивать режим поддержания заряда батареи.
Кулон 912 Wi-Fi
Основной особенностью зарядного устройства является интегрированный модуль беспроводной связи Wi-Fi. Благодаря этому, устройство можно подключить к домашней сети и управлять им через обычный браузер. Чтобы зайти настройки устройства со смартфона, нужно найти его в списке Wi-Fi устройств. Затем вводите в браузере адрес http://192.168.1.5 и попадаете на страницу с настройками Кулон 912 Wi-Fi. Здесь можно сделать все необходимые настройки зарядного устройства, которые доступны с помощью стандартных средств управления.
Электронная схема этой модели предусматривает защиту от короткого замыкания и переполюсовки. Основные параметры ЗУ Кулон 912 Wi-Fi можно посмотреть в следующей таблице.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Входное напряжение, В | 220±10 |
| Максимальное напряжение на аккумуляторе, В | 3,5-16,5 |
| Ток заряда, А | 0,1-12 |
| Частота входного напряжения, Гц | 50-60 |
| Потребляемая мощность, Вт | до 200 |
| Потребляемая мощность без нагрузки, Вт | 3 |
| Напряжение окончания заряда, В | 2-12 |
| Ток разряда, А | 0,1-3 |
| Вес, кг | 0,8 |
Вернуться к содержанию
Кулон 405
Кулон 405 представляет собой интеллектуальное зарядное устройство с цифровым дисплеем. Позволяет вести как зарядку аккумулятора, так и восстановление глубоко разряженной батареи. Поддерживается работа с аккумуляторами типа WET, AGM, GEL. Прибор работает с моделями АКБ, ёмкость которых лежит в интервале 1─120 Ач, а напряжение 6─12 вольт. А также существует режим регулируемого источника питания.
Кулон 405
Один из вариантов применения устройства – это использование в качестве источника бесперебойного питания для сигнализации. Для этого есть режим поддержания заряда, чтобы исключить перезаряд АКБ.
«Мозгами» Кулон 405 является микроконтроллер, оптимизирующий процесс зарядки всех типов АКБ, перечисленных выше. ЗУ умеет проводить восстановление глубоко разряженного аккумулятора. После заряда батареи Кулон 405 может поддерживать её заряд неограниченное время (компенсация саморазряда).
В таблице ниже представлены основные характеристики ЗУ Кулон 405.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Входное напряжение, В | 220±10 |
| Установка напряжения на аккумуляторе, В | 6-16 |
| Максимальный ток заряда, А | 5 |
| Частота входного напряжения, Гц | 50-60 |
| Потребляемая мощность, Вт | 90 |
| Потребляемая мощность без нагрузки, Вт | 3 |
| Диапазон установки ток заряда, А | 0,1-5 |
Вернуться к содержанию
Кулон 305
Зарядное устройство предлагает пользователю 4 режима работы:
- аккумулятор автомобиля;
- АКБ мотоцикла;
- бесперебойный блок питания;
- источник питания.
В основу модели Кулон 305 положен микроконтроллер, позволяющий провести интеллектуальный процесс зарядки различных аккумуляторных батарей в 5 этапов. В режиме источника питания используется с напряжением до 13 вольт.
Кулон 305
Зарядное устройство, кроме зарядной функции и блока питания, умеет проводить восстановление разряженных батарей. Когда АКБ достигает максимального заряда, то Кулон 305 автоматически включает режим поддержки заряда. Напряжение при этом снижается до 13,6 вольта, которое безопасно для длительного хранения.
Процесс зарядки ведётся в полностью автоматическом режиме с оптимальной скоростью. Электроника прибора предусматривает защиту от перегрева и короткого замыкания. А также имеется защита от переполюсовки с помощью стандартного автомобильного предохранителя.
В таблице ниже можно посмотреть основные параметры Кулон 305.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Входное напряжение, В | 220±10 |
| Максимальное напряжения на аккумуляторе, В | 14,8 |
| Максимальный ток заряда, А | 5 |
| Частота входного напряжения, Гц | 50-60 |
| Потребляемая мощность, Вт | 90 |
| Потребляемая мощность без нагрузки, Вт | до 3 |
| Напряжение в режиме источника питания, В | 13 |
| Вес, кг | 0,5 |
Вернуться к содержанию
Отзывы
Больше всего отзывов в интернете можно найти о зарядных устройствах кулон серии 707 и 715. Владельцев привлекает, прежде всего, хорошее сочетание цены и качества. Среди плюсов пользователи также отмечают небольшую массу и компактные габариты этих ЗУ. Тем, кто впервые сталкивается с зарядкой автомобильного аккумулятора, понравилось то, что устройство может работать в полностью автоматическом режиме. То есть, поставил и забыл, чтобы не морочить себе голову.
Те, кому приходится часто заряжать аккумуляторы большой ёмкости (к примеру, от грузовых автомобилей), положительно оценивали устройство Кулон 715d. Это модель даёт ток до 15 ампер на старте зарядки, благодаря чему значительно сокращается процесс. Многим пользователям понравилось отображение информация о процессе зарядки на жидкокристаллическом дисплее (для моделей, имеющих такой дисплей).
Отзывов об использовании ЗУ Кулон с гелевыми и AGM аккумуляторами практически нет. Поэтому составить объективное мнение об использовании ЗУ с этими типами аккумуляторов пока нельзя.
В отношении зарядных устройств для стартерных аккумуляторов производства Balsat также есть отрицательные отзывы. Вообще, отрицательные и положительные отзывы делятся в отношении 20 к 80. В отрицательных отзывах пользователи обычно указывают на ненадёжность аппаратов Кулон. У некоторых владельцев, оставивших подобные отзывы, зарядное устройство вышло из строя примерно в течение 2─3 лет.
Проблемы также были связаны с тем, что отсутствует защита от переполюсовки. Некоторые пользователи пишут о том, что они путали полярность. А в результате «зарядник» выходил из строя.
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье, а также ваши отзывы о зарядных устройствах Кулон, оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию
Кулон — Coulomb — qwe.wiki
Кулоны (символ: C) являются Международной системой единиц (СИ) единицей электрического заряда . Это заряд (символ: Q или Q ) транспортируют постоянным током одного ампера в одной секунды :
- 1 Сзнак равно1 A×1 s{\ Displaystyle 1 ~ {\ текст {C}} = 1 ~ {\ текст {A}} \ раз 1 ~ {\ текст {s}}}
Таким образом, это также количество избыточного заряда на конденсаторе одного фарад заряженных к разности потенциалов одного вольта :
- 1 Сзнак равно1 F×1 В{\ Displaystyle 1 ~ {\ текст {C}} = 1 ~ {\ текст {F}} \ раз 1 ~ {\ текст {V}}}
Кулоны эквивалентны заряд приблизительно 7018624200000000000 ♠6.242 × 10 18 ( 6995103600000000000 ♠1,036 × 10 -5 моли ) протоны , и -1 С эквивалентно заряду приблизительно 7018624200000000000 ♠6,242 × 10 18 электронов .
Новое определение , с точки зрения элементарного заряда , вступит в силу 20 мая 2019 г. Новое определение определяет элементарный заряд (заряд протона), а именно 6981160217663400000 ♠1,602 176 634 × 10 -19 Кл.
Наименование и обозначение
Это SI блок назван в честь Чарльза-Огюстен — де — Кулона . Как и с любой международной системе единиц (СИ) имени для человека, первая буква его символом является в верхнем регистре (C). Однако, когда единица СИ пишется на английском языке, это трактуется как нарицательное и всегда должно начинаться с нижнего регистра букв ( кулона ) -except в ситуации , когда любое слово в этой позиции будут капитализированы, например, на начало предложения или в материале , используя заглавный .
Определение
Система СИ определяет кулоновское в терминах ампера и второй : 1 C = 1 A × 1 с. Второй определяется в терминах частоты , естественно , испускаемого цезия атомами. Ампер определяется с помощью закона силы Ампера ; определение основывается частично на массе международного прототипа килограмма , металлического цилиндра размещался во Франции. На практике Kibble баланс используется для измерения ампер с максимально возможной точностью.
Так как заряд одного электрона , как известно, около 6981160217662079999 ♠1,602 176 6208 (98) × 10 -19 С , 1 С может также рассматриваться заряд примерно 6,241 509 × 10 18 электронов^ или +1 C заряда , что многие позитронов или протоны, где число является обратной 1,602 177 × 10 -19^ .
К 1873 году Британской ассоциации содействия развитию науки определил вольт, ом, и Фарада, но не кулона. В 1881 году Международный конгресс Electrical , теперь Международная электротехническая комиссия (МЭК), утвержденный вольт в качестве единицы для электродвижущей силы ампера в качестве единицы для электрического тока, и кулонов в качестве единицы электрического заряда. В то время, вольт была определена как разность потенциалов [то есть, что в настоящее время называется «напряжение (разность)»] через проводник , когда ток одного ампера рассеивает один ватт мощности. Кулоны (позже «абсолютным кулон» или «abcoulomb» для устранения неоднозначности) входили в составе ЭВС системы единиц. «Международный кулона» на основании лабораторных спецификаций для его измерения был представлен МЭК в 1908. Весь набор «воспроизводимых единиц» был заброшен в 1948 году , и «международный кулона» стал современный Кулона.
Предложил новое определение ампера и других основных единиц СИ будет фиксировать численное значение элементарного заряда точно 6981160217663400000 ♠1,602 176 634 × 10 -19 , когда выражается в кулонах, и поэтому было бы зафиксировать значение кулона , когда выражается в виде кратного фундаментальный заряд (численные значения этих величин являются мультипликативным обратно друг друга).
SI префиксы
| дольных | Множественные | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Значение | символ SI | название | Значение | символ SI | название | |
| 10 -1 С | Округ Колумбия | decicoulomb | 10 1 С | DAC | decacoulomb | |
| 10 -2 С | сС | centicoulomb | 10 2 С | Нс | hectocoulomb | |
| 10 -3 С | мК | millicoulomb | 10 3 С | кКл | kilocoulomb | |
| 10 -6 С | мкКл | microcoulomb | 10 6 С | MC | megacoulomb | |
| 10 -9 С | нКл | nanocoulomb | 10 9 С | GC | gigacoulomb | |
| 10 -12 С | ПК | picocoulomb | 10 12 С | TC | teracoulomb | |
| 10 -15 С | фКл | femtocoulomb | 10 15 С | ПК | petacoulomb | |
| 10 -18 С | аС | attocoulomb | 10 18 С | ЕС | exacoulomb | |
| 10 -21 С | ZC | zeptocoulomb | 10 21 С | ZC | zettacoulomb | |
| 10 -24 С | уС | yoctocoulomb | 10 24 С | YC | yottacoulomb | |
| Общие кратные жирным шрифтом. | ||||||
Смотрите также Metric префикс .
Конверсии
- Один кулоновского величина ( абсолютное значение ) электрического заряда в 7018624150934000000 ♠6.241 509 34 (14) × 10 18 протонов или электронов .
- Обратный это число дает элементарный заряд из 6981160217662079999 ♠1,602 176 6208 (98) × 10 -19 C .
- Величина электрического заряда одного моля из элементарных зарядов (приблизительно 7023602200000000000 ♠6,022 × 10 23 , числа Авогадро) известна как Фарадей единица заряда (тесно связанно с константой Фарадея ). Один Фарадея равна 7004964853399000000 ♠96 485 0,3399 кулонов . С точки зрения постоянной Авогадро ( N A ), один кулонов равен приблизительно 6995103600000000000 ♠1,036 × 10 -5 моль × N A элементарных зарядов.
- Один ампер — час равен 3600 C, следовательно , 7000100000000000000 ♠1 mA⋅h = 3.6 C.
- Один statcoulomb (statC), устаревшее РКУ электростатическая единица заряда (ESU), составляет приблизительно 3,3356 × 10 — 10 С или около одной трети из nanocoulomb.
Отношение к элементарному заряду
Элементарный заряд , заряд протона ( что эквивалентно, с отрицательным знаком заряда электрона), составляет приблизительно 6981160217662079999 ♠1,602 176 6208 (98) × 10 -19 C . В SI, элементарный заряд в кулонах является приближенным значением: ни один эксперимент не может быть бесконечно точным. Тем не менее, в других системах единиц, элементарный заряд имеет точное значение по определению, и другие расходы, в конечном счете измеряется относительно элементарного заряда. Например, в обычных электрических единицах , значения Джозефсона константы К J и Клитцинг константа R K являются точными заданными значениями (написаны К J-90 и Р К-90 ), и из этого следует , что элементарный заряд е = 2 / ( К J Р К ) также является точным значением , определенным в этой системе единиц. В частности, е 90 = ( 6991200000000000000 ♠2 × 10 -9 ) / ( 7004258128070000000 ♠25 812 0,807 × 7005483597900000000 ♠483 597 0,9 ) С точно. Сам SI может когда — нибудь изменить свои определения подобным образом. Например, один из возможных предложил переопределение «ампера … это [определяется], что величина элементарного заряда е (заряд протона) точно 6981160217648699999 ♠1,602 176 487 × 10 -19 Кл », (в котором числовой значение является КОДАТ рекомендуемого значения 2006, так перекрыты). Это предложение пока не принято в рамках СИ.
В бытовом плане
- Заряды в статическом электричестве из трущихся материалов вместе , как правило , несколько microcoulombs.
- Количество заряда , который проходит через молнию обычно составляет около 15 ° С , хотя большие болтами могут быть до 350 ° С
- Количество заряда , который проходит через типичные щелочные батареи АА от полной зарядки до выгружают составляет около 5 кКло = 5000 C ≈ 1400 mA⋅h .
- Гидравлическая аналогия использует повседневные условия для иллюстрации движения заряда и передачи энергии. Аналогия приравнивает заряда к объему воды, и напряжение на давление. Один кулонов равен (негатив) заряд 7018624000000000000 ♠6,24 × 10 18 электронов . Количество энергии , передаваемой за счет потока 1 кулона может изменяться; например, в 300 раз меньше электронов текут через молнию , чем в разряде с АА батареи, но общая энергия , передаваемый потоком электронов молнии составляет 300 миллионов раз больше.
Смотрите также
Примечания и ссылки
Кулон (одиниця) — Вікіпедія
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Кулон (Кл, C) — одиниця вимірювання електричного заряду в системі СІ.
Один кулон дорівнює кількості електричного заряду, який проходить через поперечний перетин провідника при силі струму один ампер за одну секунду:[1]
Одиницю названо на честь французького фізика Шарля Оґюстена Кулона у 1881 році рішенням Міжнародного з’їзду електриків у Парижі.
Кулон зараз є похідною одиницею в системі СІ, тобто кулон визначається через основну одиницю — ампер.
Історично похідною одиницею був ампер, що визначався як один кулон за секунду. Лише в 1960 році ампер був прийнятий як основна одиниця СІ.
Пропозиція перевизначення[ред. | ред. код]
Кулон визначається через ампер і секунду, і точність його визначення пов’язана з точністю визначення ампера. Існує пропозиція зробити визначення кулона точним як певної чітко визначеної кількості елементарних електричних зарядів, одночасно точно, без похибки визначити елементраний електричний заряд. Ця пропозиція розглядається, але рішення не буде прийняте принаймні до 2015 року[2]. Якщо її приймуть, то ампер буде визначатися через кулон, як це було раніше.
Станом на 2013 рік елементарний електричний заряд визначено як 6981160217648699999♠1.602176487(40)×10−19 Кл[3]. Тобто, в одному кулоні міститься приблизно 6.24150965(16)×1018 елементарних електричних зарядів.
Кулон — доволі великий заряд. Два тіла з зарядом 1 Кл відштовхувалися б на відстані 1 м із силою 7009900000000000000♠9×109 Н. Типове значення заряду, що проходить через блискавку, дорівнює 15 Кл, хоча може досягати 350 Кл[4].
Для вимірювання кількості електрики використовують також позасистемну одиницю ампер-година (А·год)[1]:
Через батарейку АА до повного розрядження проходить заряд приблизно 5000 Кл[5].
- ↑ а б Г. Д. Бурдук, Н. В. Калашников, Л. Р. Стоцкий. Международная система единиц : учебное пособие. — М. : Высшая школа, 1964. — 275 с. — С. 115
- ↑ Anon (November 2010). BIPM Bulletin. BIPM. Архів оригіналу за 2011-01-10. Процитовано 2011-01-28.
- ↑ Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006. Rev. Mod. Phys. 80: 633–730. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. Direct link to value.
- ↑ Hasbrouck, Richard. Mitigating Lightning Hazards Архівовано 5 жовтня 2013 у Wayback Machine., Science & Technology Review May 1996. Retrieved on 2009-04-26.
- ↑ How to do everything with digital photography – David Huss, с. 23, на «Google Books», Типовий діапозон батарейки AA становить 1100–2200 мА·год
- Біленко І. І. Фізичний словник. — К.: Вища школа, Головне видав. 1979. — 336 с.
