Kommentare
- Ein Coulomb ist die SI-Einheit der elektrischen Ladung
- Aber wie können Sie N / C umwandeln? zu V / M?
- Spannung = Energie / Ladung also $ 1 \ mathrm {V} = 1 \ mathrm {JC} ^ {- 1} $. Arbeit = Kraft * Abstand, also $ 1 \ mathrm {N} = 1 \ mathrm {Jm} ^ {- 1} $
- Eng verwandt: Warum ist das Ampere eine Basiseinheit und nicht das Coulomb? .
- Auch auf EE.SE: Warum ist Strom (und nicht Ladung) ein SI Basiseinheit?
Antwort
Das Coulomb (C) ist das abgeleitete Einheit zum Laden in SI. Ein Coulomb ist die Ladungsmenge in einer Ampere-Sekunde. Die Elementarladung (Ladung eines Protons oder (-) Elektrons) beträgt ungefähr $ {\ sim} 1,602 \ times10 ^ {- 19} \: \ mathrm C. $ Außerdem ist $ 1 \: \ mathrm C = 1 \: \ mathrm {A \, s} $.
Die Einheiten berechnen die Äquivalenz, für die das Coulomb niemals in seine Basiseinheiten zerlegt werden muss, wie folgt:
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Newton: Kraftaufwand beim Beschleunigen eines Kilogramms mit 1 Quadratmeter pro Sekunde im Quadrat, $$ 1 \: \ mathrm N = 1 \ mathrm {\ frac {kg \, m} {s ^ 2}}. $$
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Joule: Energieübertragung (oder geleistete Arbeit) beim Aufbringen einer Kraft von einem Newton über eine Entfernung von einem Meter, $$ 1 \: \ mathrm J = 1 \: \ mathrm {N \ , m}. $$
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Volt: potentielle Energie von einem Joule pro elektrischer Ladung eines Coulomb, $$ 1 \: \ mathrm V = 1 \: \ mathrm {\ frac {J} {C}}. $$
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Wenn Sie Volt in Joule pro Coulomb umwandeln, dann Joule in Newtonmeter und dann den Zähler stornieren, erhalten Sie $$ \ mathrm { 1 \: \ frac {N} {C} = 1 \: \ frac {V} {m} = 1 \: \ frac {J} {C \, m} = 1 \: \ frac {N \, m} {C \, m} = 1 \: \ frac {N} {C}. } $$
Kommentare
- AFAIK, es gibt keine " Grundeinheit " definiert in SI. Es gibt Basiseinheiten und abgeleitete Einheiten. Das Coulomb ist eine abgeleitete Einheit. Das Ampere und das zweite sind Basiseinheiten, und 1 Coulomb entspricht 1 Ampere-Sekunde. Weitere Informationen zur Verwendung von SI finden Sie im NIST -Handbuch .
- Ah! Vielen Dank! Ich habe Amp und Coulomb in meinem Kopf getauscht. Stört es Sie, wenn ich meine Antwort passend ändere oder eine veröffentlichen?
- Für den Datensatz ist die aktuelle Basiseinheit ziemlich unintuitiv.
- Es ist nicht intuitiv. Die Fragen, die ich in Kommentaren zum OP verlinkt habe, stellen dies explizit.
- Ah! Macht Sinn. Was ' ist ein kg; das Gewicht dieses Balls dort drüben. Was ' ist ein Ampere; der Strom bewegt sich durch diese. Was ' ist ein Coulomb? Nun, zähle die Anzahl der Partikel, die sich durch den Draht bewegen … haha. Vielen Dank für die Links.
Antwort
Die SI-Einheiten für Elektromagnetismus sind basierend auf dem Ampere , das
der konstante Strom ist, der, wenn er in zwei geraden parallelen Leitern unendlicher Länge gehalten wird, mit einem vernachlässigbaren kreisförmigen Querschnitt und einem Abstand von 1 Meter im Vakuum würde zwischen diesen Leitern eine Kraft erzeugen, die 2 $ mal 10 ^ {- 7} $ Newton pro Meter Länge entspricht.
Ein Coulomb ist die Ladungsmenge, die von einem Strom von einem Ampere geliefert wird, wenn er über eine Sekunde integriert wird ($ \ rm 1 \, C = 1 \, A \ cdot s $).
Ein Volt ist die elektrische Potentialdifferenz an einem Gerät, das ein Watt elektrische Energie verbraucht, wenn es mit einem Strom von einem Ampere betrieben wird ($ \ rm 1 \, V = 1 \, \ frac WA $). Dies bedeutet, dass das Volt auch gleich der elektrischen potentiellen Energie eines Coulomb der Ladung ist ($ \ rm 1 \, V = 1 \, \ frac {W \ cdot s} {A \ cdot s} = 1 \, \ frac JC $).
In Ihrem Beispiel ist $$ \ rm 1 \, \ frac NC = 1 \, \ frac NC \ frac mm = 1 \, \ frac JC \ frac 1m = 1 \, \ frac Vm. $$
Beachten Sie, dass ab 2018 die SI-Einheiten überarbeitet werden, um von den Grundkonstanten abzuhängen. Nach der Neudefinition wird das Coulomb als „das Negativ der Ladung von $ \ frac {10 ^ {19}} {1.602 \ cdots} $ -Elektronen“ definiert, wobei die ersten acht oder neun signifikanten Stellen des Nenners bereits bekannt sind.
Antwort
E = V / r = Volt / Meter als Volt = Joule / Coulomb E = J / Cm als J = Nm E = Nm / Cm, da m und m sich gegenseitig aufheben, also E = N / C