Comment calculer les coulombs ?

Calcul des coulombs : Maîtriser la loi de Coulomb

La loi de Coulomb est fondamentale en électrostatique pour quantifier l’interaction entre des charges électriques. Elle établit que la force (F) entre deux charges ponctuelles (Q et q) séparées par une distance (d) est directement proportionnelle au produit de leurs charges et inversement proportionnelle au carré de la distance entre elles. Cette force est exprimée par l’équation :

*F = k Qq/d²**

où k est une constante qui dépend du système d’unités utilisé.

Calcul des coulombs

Le coulomb (C) est l’unité SI de charge électrique. Il représente la charge transportée par 6,2415 × 10^18 électrons ou le proton dans un atome d’hydrogène.

Pour calculer la charge en coulombs, nous réarrangeons l’équation de la loi de Coulomb pour obtenir :

Q = F d² / (k q)

En connaissant la force (en newtons), la distance (en mètres) et l’autre charge (en coulombs), nous pouvons calculer la charge inconnue en coulombs.

Exemple

Supposons que deux charges ponctuelles, Q1 = 2 µC et Q2 = 5 µC, soient séparées par une distance de 10 cm. La constante k dans le vide est de 8,988 × 10^9 N m²/C². Calculez la force entre ces charges en coulombs.

Conversion des unités :

• Convertir µC en C : 2 µC = 2 × 10^-6 C
• Convertir cm en m : 10 cm = 0,1 m

Calcul de la force :

F = k Q1 Q2 / d²
F = (8,988 × 10^9 N m²/C²) (2 × 10^-6 C) (5 × 10^-6 C) / (0,1 m)²
F ≈ 0,899 N

Par conséquent, la force entre les deux charges est d’environ 0,899 newton.

Conclusion

Comprendre et appliquer la loi de Coulomb permet de calculer avec précision les forces entre les charges électriques ponctuelles. En convertissant les unités de manière appropriée, nous pouvons déterminer la charge en coulombs et évaluer les interactions électrostatiques dans divers systèmes.