Кулон

Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

кулон
Система единицПроизводная единица СИ
ЕдиницаЭлектрический заряд
СимволC
Названный в честьШарль-Огюстен де Кулон
Конверсии
1 C дюйм ...... равно ...
   Базовые единицы СИ   As
   Единицы CGS   2 997 924 580 статС
   Атомные единицы   6,241 509 074 e × 10 18 ^[1]

Кулоны (символ: C ) является Международной системой единиц (СИ) единицей электрического заряда . В соответствии с переопределением базовых единиц СИ в 2019 году , которое вступило в силу 20 мая 2019 года [2], кулон равен точно 1 / (1.602 176 634 × 10 −19 ) элементарных зарядов . Такое же количество электронов имеет одинаковую величину, но противоположный знак заряда, то есть заряд -1 Кл.

Имя и обозначение [ править ]

Кулон назван в честь Шарля-Огюстена де Кулона . Как и каждый SI единицу имени для человека, его символ начинается с верхним корпусом буквой (C), но при записи в полном объеме следует правилам для капитализации нарицательного ; т.е. « кулон » пишется с заглавной буквы в начале предложения и в заголовках, а в остальном - в нижнем регистре. [3]

Определение [ править ]

Система СИ определяет кулоновское в терминах ампера и второй : 1 C = 1 , A × 1 с. [4] В новом определении ампера и других базовых единиц СИ в 2019 году фиксировалось числовое значение элементарного заряда, выраженного в кулонах, и, следовательно, фиксировалось значение кулонов, выраженное как кратное фундаментальному заряду (числовые значения тех величины являются мультипликативными обратными друг другу). Ампер определяется путем принятия фиксированного числового значения элементарного заряда е равным1,602 176 634 × 10 −19 кулонов. [5]

Таким образом, один кулон - это заряд 6 241 509 074 460 762 607 0,776 элементарных зарядов , где число является обратной величиной1,602 176 634 × 10 -19  С . [6] Невозможно реализовать точно 1 Кл заряда, поскольку он определяется как часть целого числа. Невозможно создать 0,776 протонов или электронов.

К 1878 году Британская ассоциация развития науки определила вольт, ом и фарад, но не кулон. [7] В 1881 году Международный электротехнический конгресс , ныне Международная электротехническая комиссия (МЭК), утвердил вольт как единицу электродвижущей силы, ампер как единицу электрического тока и кулон как единицу электрического заряда. [8] В то время вольт определялся как разность потенциалов [то есть то, что сейчас называется «напряжение (разность)»] на проводнике, когда ток в один ампер рассеивает один ватт.власти. Кулон (позже «абсолютный кулон» или «абкулон» для значения) был частью системы единиц EMU . «Международный кулон», основанный на лабораторных спецификациях для его измерения, был введен МЭК в 1908 году. От всего набора «воспроизводимых единиц» отказались в 1948 году, и «международный кулон» превратился в современный кулон. [9]

Префиксы SI [ править ]

SI, кратные кулонам (C)
ПодмножественныеКратные
ЗначениеСимвол SIИмяЗначениеСимвол SIИмя
10 -1 СОкруг Колумбиядецикулон10 1 СdaCдекакулон
10 -2 СcCцентикулон10 2 СhCгектокулон
10 −3 СмкКмилликулон10 3 СkCкилокулон
10 −6 СмкКлмикрокулон10 6 СMCмегакулон
10 −9 СnCнанокулон10 9 СGCгигакулон
10 −12 СПКпикокулон10 12 СTCтеракулон
10 −15 СfCфемтоулон10 15 СПКпетакулон
10 −18 СACаттоулон10 18 СECэксакулон
10 −21 СzCзептоулон10 21 СZCзеттакулон
10 −24 СyCйоктоулон10 24 СYCйоттакулон
Жирным шрифтом выделены общие кратные.

См. Также метрический префикс .

Конверсии [ править ]

  • Величина электрического заряда одного моля из элементарных зарядов (приблизительно6.022 × 10 23 , число Авогадро) известна как единица заряда Фарадея (тесно связанная с постоянной Фарадея ). Один фарадей равен96 485 0,332 12 ...  кулонов. [10] В терминах постоянной Авогадро ( N A ) один кулон приблизительно равен1.036 × 10 −5  моль  ×  N А элементарных зарядов.
  • Конденсатор одного фарад может содержать одну кулоновские при падении одного вольта .
  • Один ампер-час равен 3600 C, следовательно,1 мА⋅ч = 3,6 С.
  • Один статкулон (statC), устаревшая электростатическая единица заряда CGS (esu), составляет приблизительно 3,3356 × 10 - 10  Кл, или около одной трети нанокулона.

В повседневной жизни [ править ]

  • Заряды статического электричества от трения материалов обычно составляют несколько микрокулонов. [11]
  • Количество заряда, которое проходит через разряд молнии, обычно составляет около 15 ° C, хотя для больших зарядов оно может достигать 350 ° C [12].
  • Количество заряда, которое проходит через типичную щелочную батарею AA от полной зарядки до разрядки, составляет около 5 кКл = 5000 C ≈ 1400  мА⋅ч . [13]

См. Также [ править ]

  • Абкулон , единица заряда cgs
  • Обходной закон Ампера
  • Закон Кулона
  • Электростатика
  • Элементарный заряд
  • Постоянная Фарадея , количество кулонов на моль

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ 6,241 509 126 (38) × 10 18 является обратной величиной КОДАТА рекомендованного значения 20141.602 176 6208 (98) × 10 −19 для элементарного заряда в кулонах.
  2. ^ "SI Brochure (2019)" (PDF) . Брошюра SI . BIPM . п. 127 . Проверено 23 мая 2019 года .
  3. ^ "Брошюра СИ, Приложение 1" (PDF) . BIPM. п. 144.
  4. ^ "SI brochure (2019)" (PDF) . Брошюра SI . BIPM . п. 130 . Проверено 23 мая 2019 года .
  5. ^ "SI brochure (2019)" (PDF) . Брошюра SI . BIPM . п. 132 . Проверено 23 мая 2019 года .
  6. ^ «2018 CODATA Value: elementary charge» . Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . 20 мая 2019 . Проверено 20 мая 2019 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  7. ^ W. Thomson, et al. (1873) «Первый отчет Комитета по отбору и номенклатуре динамических и электрических единиц», Отчет 43-го собрания Британской ассоциации содействия развитию науки (Брэдфорд, сентябрь 1873 г.), стр. 222–225. С п. 223: «Ом», представленный исходной стандартной катушкой, составляет приблизительно 10 9 единиц CGS; «вольт» составляет приблизительно 10 8 единиц CGS электродвижущей силы; и «фарад» составляет приблизительно 1/10 9 единицы мощности СУГ ».
  8. ^ (Анон.) (24 сентября 1881 г.) "Электрический Конгресс", Электрик , 7 .
  9. ^ Дональд Фенна, Словарь весов, мер и единиц , OUP (2002), 51f.
  10. ^ «2018 CODATA Value: постоянная Фарадея» . Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . 20 мая 2019 . Проверено 20 мая 2019 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  11. ^ Мартин Карл В. Поль. «Физика: принципы и приложения» (PDF) . DESY . Архивировано из оригинального (PDF) 18 июля 2011 года.
  12. ^ Hasbrouck, Ричард. Mitigating Lightning Hazards. Архивировано 5 октября 2013 г. в Wayback Machine , Science & Technology Review, май 1996 г. Проверено 26 апреля 2009 г.
  13. ^ Как делать все с цифровой фотографией - Дэвид Хасс , стр. 23 в Google Книгах : «Емкость батареи AA обычно составляет от 1100 до 2200 мАч».