3.
\ $ \ begingroup \ $

我正在读电台棚车基本的电子产品,它提出了库仑的静电力定律:

$$ f = k \ frac {q_1q_2} {s ^ 2} $$

题目说k等于9美元\ \ {x} 10 ^ 9 \文本{牛顿米}^ 2 /{库仑}^ 2美元\ \文本在真空中。我在其他地方检查过,这是一致的。但似乎太高了。

假设有两个小物体,每个都有一库仑的电荷,相隔一米的距离。然后我们有一个引力或斥力9美元\ \ {x} 10 ^ 9 \ $文本牛顿。如果一牛顿等于9.8公斤在地球上,那么这个力将超过880亿公斤。

所以我想也许库仑是一个非常大的量。但不,一个法拉电容可以容纳一个库仑(在一伏特的下降,我还不明白)。我知道一个Farad是一个相当大的电容,但不是那么大。我仍然可以在我手中握住一个。

\ \ endgroup \美元
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  • 1
    \ $ \ begingroup \ $ 这个1法拉电容不是人类规模的(极板分离是亚微观的)。想要了解人类尺度上的距离,可以考虑Van de Graaff。电压是毫伏的几分之一,电容是10的皮法拉,距离大约是一米。你可以直接感受到这种力,并注意到一旦电压上升到足够高时,将电荷输送到皮带上的张力。 \ \ endgroup \美元-glen_geek 7月14日21:46
  • 1
    \ $ \ begingroup \ $ 它就像克和千克。克对实验室测量有利,但对于工业或商业用途来说太小(大多数商品)。所以千克被接受为SI单位。同样,库仑恰好被定义得太大,而在大多数电路中我们处理纳米库仑或微论坛。 \ \ endgroup \美元-AJN 7月15日1:07
  • 1
    \ $ \ begingroup \ $ “如果一牛顿相当于地球上的9.8公斤,”- 但是吗? \ \ endgroup \美元-布鲁斯亚伯立特 7月15日10:15
  • \ $ \ begingroup \ $ 你不能用库仑定律,因为平板不是点电荷。相反,力可以通过计算储存的能量除以有效板间距来计算,不管有效板间距是多少。你知道能量是12 C V^2。你不知道的是有效的板分离。在任何情况下,只要除以板间距所储存的势能就得到力。 \ \ endgroup \美元-jonk 7月17日5点20分
4.
\ $ \ begingroup \ $

您的确切计算是作为一个例子完成的物理教室.他们说:

相距1米的两个+1库仑电荷的斥力是90亿牛顿。这是一种难以置信的巨大力量,其重量堪比2000多架喷气式客机。

这个问题主要是为了其概念信息选择。物体根本不会根据1.00库仑的顺序获得费用。实际上,更有可能的Q值约为10-9或可能10-6库仑。因此,希腊前缀通常在库仑前面用作充电单位。电荷通常以微荷(μC)和纳米烃(NC)为单位表达。

我从来没有做过这些计算,也没有一个很好的脑海中的画面,1 C电荷“看起来像”,所以我将有兴趣看到一些其他的答案在这个主题。

\ \ endgroup \美元
7.
  • \ $ \ begingroup \ $ 谢谢,这很有道理。这本书给出了零下50度和25度的例子。我相信这样做是为了让数学变得简单。我在网上找到了一个类似的例子。但这仍然不能解释一件事,一法拉电容可以在一伏特的电压下保持一库仑。 \ \ endgroup \美元-Ishq 7月14日21:18
  • 1
    \ $ \ begingroup \ $ 问题是,你可以很容易地有一个电容,有1库仑的电荷,它所需要的是把1A输入到1F电容1秒,电容充电到1V,并持有1库仑的电荷。但是电荷被A区域的平板隔开,在平板之间有一层绝缘层,所以距离h是纳米(1E-9)。相反,如果你想把一个物体,从它移走1库仑的电子到1米的距离,那么是的,做这件事所需的能量和产生的力都是巨大的。 \ \ endgroup \美元-Justme 7月14日21:22
  • \ $ \ begingroup \ $ @Justme:这看起来是个答案。 \ \ endgroup \美元-晶体管 7月14日21:31
  • \ $ \ begingroup \ $ 但是距离的一个非常小的数字会大大增加力。 \ \ endgroup \美元-Ishq 7月14日21:45
  • \ $ \ begingroup \ $ 我认为主要的一点是,储存在电容器中的电荷不是点电荷。例如,这个链接解决了问题背后的逻辑:链接 \ \ endgroup \美元-Justme 7月14日21:50
4.
\ $ \ begingroup \ $

所以我想也许库仑是一个非常大的量。但不,一个法拉电容可以容纳一个库仑(在一伏特的下降,我还不明白)。我知道一个Farad是一个相当大的电容,但不是那么大。我还能在我的手中

1 F电容器可能具有5 V或更小的电压等级,并且有效的板间隔小于纳米。现在考虑单层空气电容,板间隔为1米。获得1 f需要哪些板块区域?

用于电容的公式是C =εa/ d,其中ε是电介质的介电常数,a是区域,d是间隔。空气的介电常数是〜8.85x10-12年.如此低的数值,板块面积一定是巨大的;一层约1130亿平方米。这相当于一个336千米x 336千米的平板大小。如果这些金属板是用1毫米厚的铝制成的,那么每个金属板的重量将达到3000亿公斤。

这对于在1 V时将一个库仑存储一个速度,但收费多少可以这商店吗?在10kv额定电压下,空气电容器的实际间距为~ 6mm。推算到1 m,我们得到~1.7 MV,这将存储170万库仑和1.4太焦耳= ~390 MWh的电能。

\ \ endgroup \美元

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