สายฟ้าฟาดกับแบตเตอรี่: คูลอมบ์ในแง่ของชีวิตประจำวัน

ฉันพยายามที่จะตัดสินใจว่าข้อมูลในหน้าวิกิพีเดีย

http://en.wikipedia.org/wiki/Coulomb#In_everyday_terms

มีความสมเหตุสมผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อความที่สายฟ้าฟาดมีประมาณ 15 คูลอมบ์ซึ่งแบตเตอรี่มี 5,000 สัญชาตญาณแรกของฉันคือว่านี่เป็นสิ่งที่ผิดอย่างชัดเจน (สายฟ้าฟาดเป็นเหตุการณ์ที่เต็มไปด้วยพลังและแบตเตอรี่ดูไร้เดียงสาส่วนใหญ่) แต่จากนั้นสะท้อน สายฟ้าจะมีอายุการใช้งานเพียงระยะเวลาสั้น ๆ เป็นพิเศษ ในท้ายที่สุดฉันไม่แน่ใจว่าจะตรวจสอบว่าสิ่งนี้เหมาะสมหรือไม่

แหล่งที่มาของความสับสนที่พบบ่อยคือความแตกต่างระหว่างพลังงานและพลังงาน ยกตัวอย่างเช่นแถบ Snickers มีพลังงานในตัวมันมากกว่าระเบิดมือ บางคนอาจเรียกว่าระเบิดพลัง "พลัง" แต่สิ่งที่สำคัญที่นี่คือพลัง (P) หรือความสามารถในการแปลงพลังงาน (E) อย่างรวดเร็วมากในระยะเวลาอันสั้น (t):

ในทำนองเดียวกันมีการเปรียบเทียบในโลกไฟฟ้าที่ประจุ (Q), กระแส (I), แรงดัน (V), พลังงานและพลังงานไม่ได้ไปจับมือกันเสมอ

สมการที่เกี่ยวข้องทั้งหมดนั้นมีดังนี้:

ในกรณีของสายฟ้าฟาด, V และฉันทั้งสองสูงมาก , ดังนั้นพลังงานจึงมาก, แต่ t ค่อนข้างต่ำ, ดังนั้นเวลากระแสสูงและเวลาสั้น ๆ จะบรรเทาซึ่งกันและกัน, ดังนั้นจึงไม่มีประจุจำนวนมหาศาล . จากแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดนั้นมีผลต่อปริมาณพลังงานที่มีประจุเท่ากัน

การเสียบตัวเลข120 kA & 30 , s เราได้ 3.6 coulombsใกล้กับสิ่งที่คุณมี อย่างไรก็ตามบทความวิกิพีเดียกล่าวว่ามีความแปรปรวนพอสมควร ("สูงถึง 350 C") แต่พวกเขาอยู่ในลำดับสองสามลำดับความสำคัญและเมื่อได้เห็นพายุสายฟ้าสองสามนัดการโจมตีบางครั้งมีขนาดใหญ่และเต็มไปด้วยเนื้อสัตว์ มากมาย.

ในแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้านั้นน่าสมเพชเมื่อเทียบกับการชนด้วยแสง แต่ไม่เกี่ยวข้องกับการคำนวณประจุ สิ่งที่สำคัญคือสามารถให้กระแสที่มีขนาดของคำสั่งน้อยกว่าสำหรับคำสั่งที่มีขนาดยาว กว่าหลายสิบ หนึ่ง milliamp เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง (1 mA · h) เท่ากับ 3.6 coulombs (ดูเช่นเดียวกับ 120 kA ของเราการโจมตีด้วยแสง 30 )s) และแบตเตอรี่มักจะมีความจุเป็นพัน mA · h (2000 mA · h) โดยทั่วไปสำหรับเซลล์ AA)

อาจถูกต้องรักษาพลังงานและแยกออกจากกัน (จิตใจ) พวกเขาวัดสิ่งต่าง ๆ

สัญชาตญาณของคุณถูกต้อง บทความนี้ทำให้เข้าใจผิด

บทความไม่สนใจแรงดันไฟฟ้า หากคุณใช้ระบบไฮดรอลิกแบบอะนาล็อกแรงดันไฟฟ้าจะเหมือนกับอุณหภูมิ / ความดันของน้ำ โดยพื้นฐานแล้วน้ำจากแบตเตอรี่มีอุณหภูมิ / ความดันต่ำมาก อย่างไรก็ตามอุณหภูมิ / แรงดันของน้ำจากฟ้าผ่านั้นสูงมาก โดยทั่วไปมีฟ้าผ่าพลังงานทั้งหมด (จูล) ในฟ้าผ่ามากกว่าในแบตเตอรี่ นี่เป็นหน่วยวัดเป็นจูล (kg.m / s ^ 2)

ลองเปรียบเทียบพลังงานทั้งหมดของฟ้าผ่าและแบตเตอรี่

สายฟ้า:

15 คูลอมบ์

500 ล้านโวลต์

15C x 500000000V = 7.5 พันล้านจูล (kg.m / s ^ 2)

แบตเตอรี่ AA:

5000 คูลอมบ์

1.5 โวลต์

5,000C x 1.5V = 7,500 Joules (kg.m / s ^ 2)

มีพลังงานมากกว่าสายฟ้ามากกว่าแบตเตอรี่ AA ถึงเท่าตัว

ทำไมต้องสับสน? แบตเตอรี่ส่งอิเลกตรอนจำนวนมากผ่านทางสายไฟ (5,000 คูลอมบ์) แต่อิเล็กตรอนเหล่านั้นแทบไม่มีพลังงาน จากการเปรียบเทียบฟ้าผ่าส่งอิเล็กตรอนจำนวนน้อยมาก (15 คูลอมบ์) แต่อิเล็กตรอนไม่กี่ตัวนั้นยังคงมีพลังงานทั้งหมดเพิ่มขึ้นอย่างมากมาย