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[自然科学]库仑为什么是一个这么大的单位？是谁规定的？ |
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我们老师说库仑单位非常大，以至于一辈子都见不到1库仑 那为什么库仑要去这么大？仅仅是为了定义里的数字都是1吗？ |
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还好，作为静电荷的单位是大了点，不过一块积雨云的带电量也能到几十库仑。 从电流的角度看刚合适，1安培1秒就是1库仑。 从化学的角度看又小了。1摩尔电子的带电量是96500库仑。 |
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归根结底2句话 i.库仑只是对静电很大，但对于电流就不值一提了 ii..为了让电压和电阻单位不大不小。 库仑是安培导出，安培是为了让电压单位和电阻单位和实用单位一样。 1.如果安培和库伦太小的话，电阻的单位会大的离谱。举个例子，在实用单位、国际单位之前采用的厘米-克-秒单位制(cgs)，在静电单位制，电流、电量的单位确实比现在小得多，好像对静电量刚合适，但是电阻和电压单位就出奇的大了（类似的例子还有一大堆），比如当时1个cgs静电单位电阻相当于10^12欧姆；一个标准丹聂耳电池的电压现在也就1伏特左右，我们知道1静伏等于300多伏呢，相当于静电单位制的1静伏相等于300多个丹尼尔电池串联。如果静电单位制，把cgs换成MKS（米千克秒制），电压单位电阻单位的量会上升7个数量级，电压单位相当于有10^9的数量级，与实用的单位差距更大。 因为电量的数量级提升1个，会造成电压、电阻的数量级下降：电压1个、电阻2个，为了降低电阻电压的数量级需要提升电量、电流的数量级。这意味这，在MKS，要想电压单位达到实用量级伏特，电量单位必须相比静电单位提高9个数量级，也就是这个原因造成库仑很大。 但一个问题随之而来，为何用MKS不用cgs？cgs不是让电压降低2个数量级就行了吗？那么电量提升2个数量级就OK了啊！ （对于cgs单位，就算调整电量或者电流的单位的量级，让电压单位变得和今天的伏特一样，电阻单位还是有10^7欧姆；如果调整电量电流单位，让电阻单位和今天的欧姆一样，电压单位也只有10^-4伏特的量级）-------这是cgs不可调和的矛盾。这也就是采用MKS的原因。 2.那么如果把电量、电流定义得像电磁单位制那样会如何呢？但要是变成电磁单位制那样，1电磁电流等于现在的10安培，此刻1电磁电压只有10^-8伏；1电磁电阻只有10^-9欧姆，电压、电阻又太小了。但是如果把cgs替换为MKS单位制，静电力常量10^9量级的变化，电压和电阻10^7数量级的变化，电压单位会变成0.1V，电阻单位相当于0.01欧姆，电磁单位与现在的差异比刚才的静电单位小了很多。但是和实用单位还有差距。只要采用电磁单位电流量级的1/10，电压单位和电流单位就和伏特和欧姆一样了。 我们知道电磁单位制对于电磁效应测量很有优势。虽然安培和库仑的量级好像很大，但是和电磁单位很靠近，甚至比电磁制还小一个数量级，其实完全可以接受。 3.以上分析大家看到了MKS单位制相比cgs的优势 不过因为历史原因（为了方便电磁效应的测量而用cgs），MKS直到20世纪才被国际电学单位制采用。在MKS应用在电学之前，为了应对cgs的问题，在cgs的基础上就出现了用cgs电压、电阻单位的扩大版的：电压伏特、电阻欧姆这样的实用单位。后来为了配合电压、电阻这样的实用单位，最终也就只好先用伏特和欧姆导出安培 4.所以为了配合这样的实用单位，国际单位的电量和电流的量级是最合适的，不大不小。实际上，安培是1881年国际电气工程大会上用伏特与欧姆导出的绝对实用安培。随后在1893年芝加哥的国际电气工程大会，为了适应普通实验室的测量要求，改用化学方法选择物理标准，变成了国际安培，量级和数值与绝对实用安培一样，安培第一次成了基本单位。 随后在20世纪30年代，国际电学实用单位采用了MKS单位制，走上了正规。 1948年，用安培定律定义了绝对安培，量级与国际安培相同，但因为测量更精确，国际安培的数值与绝对安培有细小差别。 |
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库仑大？？？ 库仑能有法拉大？ 你觉得库伦大是因为电磁力太强，搞不出这么大的静电荷。但就电荷量来讲，库仑是个很小的单位…… 就像水库一样，库容多少亿立方，但是一开闸一会儿就没了…… |
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济南经十路一天过2333333辆车很正常，济南经十路能停2333333辆车不正常。导体过1库伦的电荷很正常，导体的电容是1库伦很不正常。归根结底还是1mol电子巨大的电荷量和四大基本力不平衡不充分的发展之间的矛盾。 |
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要不你们老师说错了，要不就是他有前后语，你忽略了。 1安培就是1秒中流过1库仑的电量。我看看我们组800安培的电源，以及能承载80kA的超导电缆。一库仑哪里罕见 |
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做一个比喻。 某条桥年车流量是1000万，你会觉得没什么。 但要是说这桥上能停1000万辆车，啊？ |
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库伦很大用不到吗？法拉第一个表示不服。 一秒钟通过一库伦的电荷就是一安培了，你看看你的充电器，2安培是起码的吧。那就是每秒有两库伦的电荷通过你的充电线，难道不常见吗？ 法拉才是不太常见的，常用的都是微法毫法甚至皮法 |
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因为光速很大 光速很大，就意味着在大部分速度下，静电力很大，而静电力的相对论效应——磁力相对静电力很小。 而不管是当今的应用，还是当年用安培定义电荷，对大电荷量用得多的都是磁力，比如电机和电磁铁。 一旦采取了一个在磁力世界中大小合适的电荷量单位，在静电场合就势必感觉过大。 如果我们宇宙中光速很低——比如和声速差不多，或者我们和重元素内层电子运动一样快，我们才会觉得静电场合适合的电荷量单位，放在磁力场合同样合适。 |
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哈哈哈，让我想起刚学到库伦的时候，同学拿着充电宝上的几万毫安时说，算一下这玩意里面这么多电，岂不是相当于拿着一个积雨云...过了几天才反应过来，这是电池慢慢能放出来的总电量，不是静电荷量 |
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库伦只是作为静电荷的时候相对很大，在化学中并不大。 1 mol的氢气和0.5 mol的氧气完全燃烧，反应过程中转移2 mol的电子，这些电子所带的电量有19.3万库伦！ 1 mol的氢气体积是24.5 L（常温常压），而0.5 mol的氧气体积是其一半，24.5 L的气体并没有多少。生成1 mol的水，只有18毫升，大约是茶杯的十分之一。 即使是对于更加常见的电流，库伦这个单位也不算很大。电子设备的电池容量常用mAh做单位，手机的电池容量有几千mAh，电动车的电瓶更是有几万mAh的容量，而1 mAh=3.6库伦。 所以题主还认为库伦真的很大吗？ |
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库仑哪里大了，很小的一个单位。现在一个普通的充电宝容量10000mAh，折合36000库仑，汽车电瓶60Ah，折合216000库仑。就算我的手机电池也有18000库仑。 |
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库伦还是小了 库伦是这样一个单位，一对无限长平行导线通过一个相同大小且相同方向的电流，这个电流让任何一个导线截面上每秒通过的电荷量都达到一库伦，那么它们之间就会出现 0.1 微牛顿（ 1×10−7 N" role="presentation">1×10?7 N\ce{1 \times 10^{-7}\ N} ）的吸引力。微牛啊 兄啊这也太小了（悲） 其实 电磁学正常的思路是： 先研究电路。电路的一个核心元件是电源，另一个是电动机。 化学电源的电动势一般是几伏打，那么伏打这个单位的大小基本上是最正常的。 电磁感应电动机不是唯一的电动机模式，因此我们并不把电动机放在电磁感应之后才说。为了让实验室的电动机能有充足的功率，比如说有几瓦特到几十瓦特，瓦特这个单位也是比较正常的（甚至可能还有点小），那么就需要给它通过几安培的电流。安培这个单位看起来也是比较正常的。刚好化学电源的极化只会在几十安培的电流时候才会发生，几安培的电流还不会导致化学电源的内阻异常升高——不过这也导致实验室的电池得用大的一号电池，不像现在通行的电子器件用五号和七号电池就够了。。 把电源和电动机连接起来一般需要导电性比较好的导体，此时电导率更好的铜、银等获得了非常广泛的应用。此外，为了调控电动机的运行，引入相对不良的导体比如镍铬合金，并借此发展了滑动变阻器等。这时候电学家成功地营销了电阻这个概念，在电阻器这个框架中进行不良导体的筛选。于是市面常见的电阻器通常是几个欧姆到几千个欧姆。欧姆这个单位也就是比较正常的。 然后，这以后，再考虑两个特殊的电路元件，也就是电感器和电容器。电容器涉及到电流和静电的转换，而电感器涉及到电流和磁的转换。在电容器极板上析出的电荷，本身会显出明显的力学效应。绝缘体的带电领域之前其实就研究过但是一直都很不成体系（而且误差巨大，理论不可靠），但是在稳恒电流体系中把它当作电容器极板这一导体带电命题的延伸，则能让它迅速汇总而成低误差、成体系的结构。甚至很多静电学的难题，在电容器时代都只不过是核心本性敲定了之后的一些实验技术的细节问题。 其实电荷当然不是那么容易从物体中析出的，而且即使析出也总是在分布在表面。但是化学——特别是电离理论——却认为电解是从物质中转移电荷的最好、最彻底的方式。而静电则，毕竟电荷之间以相当大的力而互斥，所以并不是那么容易彻底的从体相的物质中取出，特别是只是通过摩擦这么间接的、只能发生在表面的方式。相比于电解来说摩擦转移的电本来就少，因此对于电解来说相当正常的电荷转移量，对于摩擦起电来说就已经大到不可思议。电容器中的导体表面也不是那么容易析出电荷，电荷的析出倒是基本上正比于极板的电位差，于是有电容量这个物理量反应导体表面起电能力。一般导体的起电能力有多强？只有几微法、皮法。 后来人们发现摩擦起电这样从无到有地得到的电荷量居然是量子化的，于是就管这个叫了元电荷。元电荷当然非常之小。但其实物质量子化的最重大证据是爱因斯坦深度解析的布朗运动和劳厄做出来的晶体X射线散射，普朗克对热辐射的解析也算一个重要证据，而元电荷实验虽然做得丑陋，但也算是蒙对了。库仑大，元电荷小，一库仑大约是万亿亿个元电荷的电量。虽然量子化本身足以让它标的一切电学单位，但量子论毕竟还是和主题无关，在此略过。 正常的安培在正常的秒上面积分，得到了“大得不得了”的库仑和法拉第，只因物质不善析出电荷。 顺便再一说磁场吧。洛伦兹变换的经典近似有 E′=E+v×BB′=B−vc2×E" role="presentation" style="font-size: 100%; display: inline-block; position: relative;">E′=E+v×BB′=B?vc2×EE'=E+v\times B\\B'=B - \frac{v}{c^2}\times E\\ 电场的单位的伏打每米，伏打是正常的但米太大了，所以电场强度是偏小的单位。第一条也就是洛伦兹力公式顺便解释动生电动势，它使得磁场的单位是比较正常的……吗？不，不知为何是特别巨大的特斯拉。（不过cgs单位制下的高斯，虽然是特斯拉的万分之一，但是是比较正常的。地球磁场是0.5 Gs）而第二条则能够将库伦定律过渡到比萨定律，后者决定了线圈产生的磁场。库仑定律暗示着真空中电荷（或电偶极子）之间的作用是相当强烈的，但是比萨定律却暗示电流（或磁偶极子）间的作用无比微弱。拜托，那可是差着光速的平方啊。光速是多么的巨大。不过一个好消息是，电荷之间的电性作用会因为电荷的异种相互抵消，但电流中电荷之间的磁性作用却因为异种带电体的运动恰好又是反向的而足以叠加，甚至线圈中也能一圈圈的叠加。 磁力虽小，创造神话。能够叠加的磁力就是概念神，而磁力真的能叠加。 法拉第氏电磁感应定律说感应电动势是磁通量的变化率，那么磁通量就成了正常的伏打在正常的秒上面的积分。类似于导体表面析出电荷地，线圈的轴线中也能感应磁场，于是磁通量会与电流强度成正比，有了自感系数这个物理量反应线圈感应磁场的能力。不过光速的平方还是在发威，通常的电感器中只能感应出来微弱的磁场，自感系数总是微亨利、毫亨利的大小。 其实也得亏电荷量、磁通量够大，通常的电路的电容率、自感率够小，所以伊朗哥ElectroBoom那种天天炸电容、击穿空气的事情才不会经常发生，欧姆才能得到他弥足珍贵的导体电流规律。 前面说，电压对电流的变化率是电阻，电荷量对电压的变化率是电容量，磁通量对电流的变化率是自感系数。那么有没有什么材料它的磁通量对电荷量的变化率会是定值呢？这被称为忆阻器。目前没造出来作为忆阻器的晶体材料，虽然数字电路已经可以模拟一个忆阻器。忆阻器晶体也是现当代材料学的一个圣杯了。 |
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我中学老师也告诉我库仑是个很大的单位 后来发现原来1mol电子就有十万库仑… 更新：我指不是把1mol电子抽出来团个团，而是电化学反应转移1mol电子 |
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让我想到了一个梗，真空电磁波的电场强度是磁场强度的三十万倍 |
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特斯拉才是真的大，太阳磁场都没有一个特斯拉，地球要标很多个零。 |
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很大吗？比摩尔小一万倍呢 |
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唱个反调。 很多答案说1库伦不大，因为电线里1秒中流过1安培的电流就是1库仑的电量。而我们的手机充电现在基本都是2A起步了。 可安培本身也是一个比较大的量。 比如1V和1A，1V其实做不了什么事，干电池还要1.5V起。而1A就不一样了。还是普通干电池，正常使用也就0.0XA的电流，要是干到1A，用不了几分钟就不行了。 搞电子的都有可调电源，一般输出能力是电压0~30V，电流0~3A/5A. 电压显示只到0.01V，电流却可以显示到0.001A（比如我现在就在用优利德的可调电源给一节镍氢电池充电，显示是1.48V-0.200A） 而且准确度上0.01V未必准，0.001A就很准。搞电子的都可以去试试，看自己做个电路，对同一个量级的电压和电流，哪个更容易测量准确。 原因就是1A是个比较大的单位，携带的能量比1V大的多。测量起来更容易。 类似的还有电容容量的法拉，日常使用uF（微法，10^-6）就够了，信号处理都是纳法(10^-9）、皮法(10^-12）。 有人说法拉电容常见，但这是最近十几年才开始出来的，2V的法拉电容可以带点焊机，12V的法拉电容都可以拿来启动汽车了。 法拉电容远没有电池用的多，电容里也是小容量的比大容量的用的多。 |
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类似的情况，电容测量仪也是纳法以上单位都比较准，大家普遍是关心其皮法如何测量。自己DIV测量仪也是如此。 数字万用表精确测量皮法级小电容方法?tieba.baidu.com/p/6399784780 所以，题主说的是有一定道理的。做为标准定义，1库伦、1安培、1法拉，相较电压伏特，都是偏大的单位，主要是单位量偏离了主要使用范围。 |
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一辈子见不到一库伦是什么鬼，你们老师加定语你没听到吧，对于电流来说一库伦不是很容易？ |
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1库伦的定义是1安培电流1秒流过的电荷量。 1安培和1秒你应该不会觉得大吧？安培和秒可都是国际单位，所以“安培秒”即便不叫库伦，也会被安上一个名字。当然就叫安培秒也不是不行，就像千瓦时那种。 2024.3.29更新 看了些别人的回答，来补充几句。 为什么大家会觉得1库伦很大呢？我的这个印象是来自高中课本，静电力的那个常数k很大，如果两个带1库伦电的东西距离1米放着，静电力大得恐怖。然后课本解释说，常见的带电体，带电量远远不到1库伦。 也就是说，常见的带电体，带电量跟1库伦相比非常小。但这并不意味着1库伦电荷很难找到。比如有个回答里提到，1mol电子的带电量，几十万库伦。其实一点儿也不奇怪。就比如1mol氢原子，或者说0.5mol氢气、1克氢气，里面确实有几十万库伦的正电荷（质子）、几十万库伦的负电荷（电子）。只是差距实在太小，导致整体电中性，很难带很多电。毕竟，只要差一丁点，就会试图抢电子或扔电子，来抵消掉那一丁点。 |
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见得到，我的电脑CPU和GPU加起来一小时通过一百多万库伦 |
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那还是1特斯拉（磁感应强度）比较大 相应地，1韦伯（磁通量）和1亨利（电感）也很大 电容和电感因为太大，所以前面常加“微”；磁感应强度更是重量级，所以一般变成“纳特”。 |
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题主问的是一个好问题。 这个问题的解答是： “米”这个单位在宇宙中的量级太小了，人类觉得“米”不大不小只是因为人类太小了而已。 这就导致了库仑在一些地方很大，在另一些地方很小。 比如说，两个1库仑的点电荷距离1米，两者之间的力为9000000000牛（这个值相当精确），可谓相当大。 再比如说，两条每秒经过1库仑电荷的1米导线，两者之间的力为0.0000002牛（这个值曾经是国际单位制的定义），可谓相当小。 接下来是见证奇迹的时刻： \sqrt{\frac{9000000000×2}{0.0000002}}=300000000 这个数值是光速（单位：米/秒）…… |
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库伦作为电荷量单位很大，作为电荷流量单位可不大。库伦本意就是计量电荷流量的。 但是由于引申用于电荷量了，不仅库伦在电荷量显得很大，而且直接导致法拉跟着很大。 |
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一段导体，一秒内进去1库伦电荷，出来1库伦电荷，那就是1A电流，看起来很正常，不大。 但你要是把这段导体的一头堵住，让1库伦电荷进去而不从另一头出来，那就直接炸了 |
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1毫安时=3600毫安秒=3.6库仑。 你的充电宝怎么着也得有个几千毫安时，大的我见过30000毫安时的。 |
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你猜猜你写出这个问题的手指里面有多少库伦的正、负电荷？ |
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你们老师会不会把库伦和法拉这两个单位搞混了？ |
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你可能弄错了，说的是电容单位法拉吧 |
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歪一个 分贝 和分米一样 那个分代表数量级 |
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是不是看到k=9e9就觉得大？ 实际上上1Ah=3600As=3600C 所以5000mAh大电池电量就是18000C 但是对于一般静电电量来说库仑是比较大的 另外，直接应用库仑定律的场合很少，而多用其导出形式，因此k在大学物理上表示为1/4πε0，ε0称为真空电容率或介电常量，约8.85e-12F/m，这样电学很多公式都会得到精简，而不必带着k或1/k |
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