
库仑(Coulomb)是国际单位制中电荷量的基本单位,符号为C。其定义为1安培电流在1秒时间内所输送的电荷量,数学表达式为:
$$ Q = I times t $$
其中$Q$代表电荷量(单位:库仑),$I$为电流强度(安培),$t$为时间(秒)。
该单位名称源于法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·库仑(Charles-Augustin de Coulomb),他在1785年通过扭秤实验首次定量研究了电荷间的作用力,并提出了著名的库仑定律:
$$ F = k frac{q_1 q_2}{r} $$
公式中$F$表示静电力,$q_1$和$q_2$为电荷量,$r$为电荷间距,$k$为静电力常量。
在工程领域,库仑被广泛应用于电路分析、电磁场计算和电池容量标注。例如,1库仑等于1安培秒(A·s),而常用单位安培小时(Ah)可换算为3600库仑。根据国际计量局(BIPM)最新标准,库仑的定义直接关联于基本电荷量,1库仑相当于约6.241×10¹⁸个电子所带电荷量的总和。
库仑(Coulomb,符号C)是国际单位制中电荷量的基本单位,得名于法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·库仑(Charles-Augustin de Coulomb)。以下是其核心解释:
定义
1库仑表示1安培电流在1秒内通过导体横截面的电荷量,即 ( 1 text{C} = 1 text{A} cdot text{s} )。例如,一个普通手机电池的容量约为3000毫安时(mAh),换算为库仑是 ( 3 text{A} times 3600 text{s} = 10800 text{C} )。
库仑定律
库仑提出了电荷间作用力的定量公式(库仑定律):
$$
F = k frac{q_1 q_2}{r}
$$
其中,( F ) 为静电力,( q_1, q_2 ) 为电荷量,( r ) 为电荷间距离,( k ) 为静电力常量(约 ( 8.988 times 10 text{N} cdot text{m}/text{C} ))。该定律表明:同性电荷相斥,异性电荷相吸,且力的大小与电荷量乘积成正比,与距离平方成反比。
实际意义
与其他单位的关系
库仑与电流(安培)、电压(伏特)、能量(焦耳)等密切相关。例如,1焦耳能量可表示为 ( 1 text{J} = 1 text{C} cdot text{V} )。
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