
庫侖(Coulomb)是國際單位制中電荷量的基本單位,符號為C。其定義為1安培電流在1秒時間内所輸送的電荷量,數學表達式為:
$$ Q = I times t $$
其中$Q$代表電荷量(單位:庫侖),$I$為電流強度(安培),$t$為時間(秒)。
該單位名稱源于法國物理學家查爾斯·奧古斯丁·庫侖(Charles-Augustin de Coulomb),他在1785年通過扭秤實驗首次定量研究了電荷間的作用力,并提出了著名的庫侖定律:
$$ F = k frac{q_1 q_2}{r} $$
公式中$F$表示靜電力,$q_1$和$q_2$為電荷量,$r$為電荷間距,$k$為靜電力常量。
在工程領域,庫侖被廣泛應用于電路分析、電磁場計算和電池容量标注。例如,1庫侖等于1安培秒(A·s),而常用單位安培小時(Ah)可換算為3600庫侖。根據國際計量局(BIPM)最新标準,庫侖的定義直接關聯于基本電荷量,1庫侖相當于約6.241×10¹⁸個電子所帶電荷量的總和。
庫侖(Coulomb,符號C)是國際單位制中電荷量的基本單位,得名于法國物理學家查爾斯·奧古斯丁·庫侖(Charles-Augustin de Coulomb)。以下是其核心解釋:
定義
1庫侖表示1安培電流在1秒内通過導體橫截面的電荷量,即 ( 1 text{C} = 1 text{A} cdot text{s} )。例如,一個普通手機電池的容量約為3000毫安時(mAh),換算為庫侖是 ( 3 text{A} times 3600 text{s} = 10800 text{C} )。
庫侖定律
庫侖提出了電荷間作用力的定量公式(庫侖定律):
$$
F = k frac{q_1 q_2}{r}
$$
其中,( F ) 為靜電力,( q_1, q_2 ) 為電荷量,( r ) 為電荷間距離,( k ) 為靜電力常量(約 ( 8.988 times 10 text{N} cdot text{m}/text{C} ))。該定律表明:同性電荷相斥,異性電荷相吸,且力的大小與電荷量乘積成正比,與距離平方成反比。
實際意義
與其他單位的關系
庫侖與電流(安培)、電壓(伏特)、能量(焦耳)等密切相關。例如,1焦耳能量可表示為 ( 1 text{J} = 1 text{C} cdot text{V} )。
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