“电荷公式”根据不同的物理场景有不同的表达式,下面是高中和大学电学中最常用的公式。

1. 电荷定义公式(最常用)

Q=ItQ = It

其中:

  • QQ:电荷量(单位:库仑,C)

  • II:电流(单位:安培,A)

  • tt:通电时间(单位:秒,s)

含义:
1 A 的电流在 1 秒内通过导体截面,传输的电荷量就是 1 C。

例题:
若电流为 2 A,持续 5 s,则

Q=2×5=10 CQ=2\times5=10\text{ C}


2. 电荷与电子数关系

Q=neQ=ne

其中:

  • nn:电子(或其他带电粒子)个数

  • ee:元电荷

e=1.602×1019 Ce=1.602\times10^{-19}\text{ C}

例如:

101810^{18} 个电子,则

Q=1018×1.602×1019=0.1602 CQ=10^{18}\times1.602\times10^{-19} =0.1602\text{ C}


3. 电容中的电荷公式

Q=CUQ=CU

其中:

  • CC:电容(F)

  • UU:两端电压(V)

例如:

一个 100 μF 电容,两端电压 12 V,则

Q=100×106×12=1.2×103 CQ=100\times10^{-6}\times12 =1.2\times10^{-3}\text{ C}


4. 点电荷之间的库仑定律

电荷之间的相互作用力为:

F=kQ1Q2r2F=k\frac{Q_1Q_2}{r^2}

其中:

  • FF:静电力(N)

  • Q1,Q2Q_1,Q_2:两个点电荷(C)

  • rr:距离(m)

  • k=9.0×109 N\cdotpm2/C2k=9.0\times10^9\ \text{N·m}^2/\text{C}^2


常用电荷公式汇总

公式用途
Q=ItQ=It电流与电荷量关系(最常用)
Q=neQ=ne电子个数计算电荷量
Q=CUQ=CU电容器储存电荷
F=kQ1Q2r2F=k\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}两点电荷间静电力

其中,最基础、最常用的是:

Q=ItQ=It

它也是开关电源、电路分析、电子技术中计算电荷量最常用的公式。