Comment calculer un Coulomb ?

Calcul d’un Coulomb : Détermination de la charge électrique

Introduction

Le coulomb (symbole : C) est l’unité de mesure de la charge électrique dans le Système international d’unités (SI). Il est défini comme la quantité de charge transportée par une mole d’électrons. Le calcul d’un coulomb implique l’utilisation de la loi de Coulomb, qui décrit la force électrostatique entre deux charges ponctuelles.

Loi de Coulomb

La loi de Coulomb stipule que la force électrostatique (F) entre deux charges ponctuelles (q1 et q2) séparées par une distance (r) est donnée par :

F = k * (q1 * q2) / r²

où :

• k est la constante de Coulomb (8,98755 × 10⁹ N m²/C²)
• q1 et q2 sont les charges ponctuelles en coulombs (C)
• r est la distance entre les charges en mètres (m)

Calcul d’un Coulomb

Pour calculer un coulomb, nous devons connaître la force, les distances et les quantités de charges impliquées. Voici les étapes :

1. Convertir les données en unités SI : Assurez-vous que toutes les valeurs sont exprimées dans les unités SI (coulombs, mètres et newtons).

2. Isoler q1 ou q2 : Étant donné que l’objectif est de trouver la charge (q1 ou q2), nous isolons cette variable dans l’équation de la loi de Coulomb :

q1 = (F * r²) / (k * q2)
q2 = (F * r²) / (k * q1)

3. Brancher les valeurs connues : Remplacez les valeurs connues de force (F), de distance (r) et de charge connue (q2 ou q1) dans l’équation.

4. Résoudre pour q1 ou q2 : Calculez la valeur inconnue de la charge q1 ou q2.

Exemple

Supposons que nous disposions des données suivantes :

• Force électrostatique (F) : 10 N
• Distance entre les charges (r) : 0,1 m
• Charge connue (q2) : 5 μC (5 × 10⁻⁶ C)

Calcul de q1

q1 = (10 N * (0,1 m)²) / (8,98755 × 10⁹ N m²/C² * 5 × 10⁻⁶ C)
q1 = 2,22 × 10⁻⁶ C

Par conséquent, la charge q1 est de 2,22 microcoulombs.

Conclusion

Le calcul d’un coulomb implique l’utilisation de la loi de Coulomb. En connaissant la force, les distances et les charges impliquées, nous pouvons déterminer la charge électrique en coulombs. Cette compréhension est essentielle dans divers domaines de la physique et de l’ingénierie, tels que l’électrostatique, l’électromagnétisme et l’électronique.