Сколько на самом деле стоит кулон?

Я слышал, как на уроках физики говорили, что кулон «это большой заряд ». И я верю в это; большинство задач, которые я до сих пор решал в классе, связаны с зарядами порядка микрокулонов (или, иногда, нано или милли). Но я все еще не понимаю смысл масштаба, с которым я работаю.

Итак, позвольте мне спросить:

  • Какой отдельный объект будет содержать около одного кулона заряда (положительного или отрицательного)?
  • И если я прикоснусь к нему, я умру?
Конденсатор в один фарад на один вольт имеет один кулон. Итак, один фарад — это большой конденсатор для большинства электронных приложений, но вы можете пойти в Digikey и найти в наличии конденсаторы на 6000F. А при 1 вольте ничего не произойдет, если к нему прикоснуться. Тем не менее, ток в 10 мА через вас может вас убить. Это не просто.
Упражнение, которое я прошу сделать у своего класса, состоит в том, чтобы вычислить электростатическую силу между двумя 1 С точечные заряды на расстоянии 1 м . После того, как вы это сделаете, рассмотрите ограничения машиностроения на конденсаторе, которые описывает @Jon...
1 мАч = 3,6C, и в настоящее время я держу телефон с батареей 5000 мАч, это означает, что я держу заряд 18000 кулонов. А телефон заряжать приходится ежедневно, так что практически 1С не очень большая.
Это заблуждение. Аккумулятор так не хранит заряд. Аккумулятор в основном нейтрален, и заряд разделяется по мере использования тока. По тем же рассуждениям вы можете сказать, что ваш телефон заряжен еще больше, и вам даже не нужно его подзаряжать. Но здесь речь идет о хранении чистого заряда.

Ответы (4)

Число Авогадро 6.02 10 23 ; один электрон имеет заряд 1,6 10 19 С, так 1,04 10 5 моль однократно ионизированного материала несет суммарный заряд 1 Кл.

Чтобы нести такой большой заряд, вам нужна большая емкость или большое напряжение, так как Вопрос "=" С В . Объекта с емкостью 1 мФ и напряжением 1000 В было бы достаточно, или емкостью 1 Ф с 1 В. Разница между ними заключается в количестве накопленной энергии, которое выглядит как Е "=" 1 2 С В 2 "=" Вопрос 2 2 С - таким образом, при том же количестве заряда больший конденсатор будет иметь меньше запасенной энергии.

И это намек на часть вопроса «убьет ли это меня»: вас убивает не заряд, а текущий ток. Если у вас есть заряженный предмет с низким потенциалом, ток через ваше тело будет медленным — и вы выживете. Но если напряжение высокое, оно легко преодолеет сопротивление вашей кожи и даст вам всемогущий толчок, которого может быть достаточно, чтобы убить вас.

Так каков размер сферы с емкостью 1 Ф? Емкость шара 4 π ϵ 0 р , поэтому вам понадобится радиус около 9 10 9 м - совсем немного больше Земли. Сфера радиусом 1 м с зарядом в 1 Кл будет иметь потенциал около 1 ГВ. Это очень большое напряжение - если бы вы могли даже поддерживать этот потенциал (не в обычной атмосфере), прикосновение к нему убило бы вас.

Можно создать суперконденсаторы, в которых два проводника расположены очень близко друг к другу, а между ними имеется диэлектрический слой, который обеспечивает очень высокую емкость в небольшом корпусе. Такое устройство можно легко зарядить кулоновским зарядом, хотя это и не суммарный заряд (одна пластина будет положительной, а другая отрицательной). И сможет ли такой конденсатор нанести вам смертельный удар, опять же будет зависеть от емкости.

Я думаю, говоря, что, когда напряжение «высокое», оно преодолевает сопротивление кожи, можно было бы использовать немного больше конкретики, поскольку люди, которые узнают из этого вопроса и ответа, вероятно, как раз те, кто не знает соответствующие цифры.

Много заряда относительно. Вот химический взгляд. Число Фарадея дает заряд, удерживаемый 1 молем электронов: 96 485 Кл. Следовательно, 1 кулон равен 1/96485 моля электронов или около 10 5 родинки. Исходя из этого, вы можете сделать вывод, что любой корродированный объект разумного размера образовался при прохождении через него заряда не менее 1 кулона.

Другой точкой сравнения может быть размышление о том, сколько заряда в маленькой батарее. По данным Google, типичные батареи типа АА имеют емкость 400-900 мАч. мАч — странная единица измерения заряда, но она очень полезна для преобразования тока, емкости и времени. По сути, 400 мАч — это количество заряда, переданного током 400 мА за 1 час (или 200 мА за 2 часа, 800 мА за 0,5 часа и т. д., следовательно, его полезность). Поскольку 1 А определяется как 1 Кл/с, для пропускания тока силой 400 мА в течение 1 ч требуется 0,4 С с × 3600 с "=" 1440 С . Итак, в следующий раз, когда вы захотите представить себе 1 C заряда, подумайте о батарее AA и разделите на 1000.

Я думаю, что вы отказались от кулоновской единицы с числом 1440.
Мне нравится аналогия с батарейкой АА, хотя в наши дни они имеют значительно большую емкость.
Аккумулятор не имеет такого заряда больше, чем любой кусок нейтрального вещества. Аккумулятор нейтрален, а заряженные разделяются по мере протекания тока. Утверждение, что количество заряда находится в аккумуляторе, вводит в заблуждение.

Достаточно много. Чтобы дать вам представление, представьте, что если вы зарядите два теннисных мяча положительным зарядом в 51 кулон каждый и поместите один из них в центр Земли , мяч на поверхности навсегда избежит земного притяжения.

Хороший способ посмотреть на это

Действительно, 1 кулон заряда — это огромный заряд.

Согласно Wikipedia.org, статья: Молния

Средний разряд отрицательной молнии несет электрический ток силой 30 000 ампер и передает 15 кулонов электрического заряда и 1 гигаджоуль энергии.

Молнии, которые мы обычно видим, являются отрицательными молниями, и эти молнии переносят заряд в 15 кулонов . Этот заряд настолько велик, что при ударе молнии окружающий воздух нагревается в 5 раз сильнее, чем поверхность Солнца. Теперь вы можете себе представить, насколько огромен этот заряд.

Хотя в приведенном выше случае речь идет о 15 кулонах, 1 кулон заряда все равно будет довольно большим, примерно 1/15 заряда, переносимого молнией.

Как сейчас написано, ваш ответ неясен. Пожалуйста, отредактируйте , чтобы добавить дополнительные сведения, которые помогут другим понять, как это относится к заданному вопросу. Дополнительную информацию о том, как писать хорошие ответы, можно найти в справочном центре .