稲妻対電池：日常的にクーロン

ウィキペディアのページの情報を決定しようとしています

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

合理的です。特に、稲妻には約15クーロンがあり、バッテリーには5000があります。私の最初の直感は、これが明らかに間違っていることです（稲妻は非常にエネルギッシュなイベントであり、バッテリーはほとんど無害に見えます）。稲妻は非常に短い時間しか持続しません。最終的に、これが理にかなっているかどうかを確認する方法がわかりません。

batteries energy

— カステルマ
ソース

詳細については、バークレー校の「将来の大統領のための物理学」講義（特に最初の講義）を参照してください。私たちの中のエンジニアでさえも驚かせるような、さまざまなエネルギーの形に関する多くの情報があります。

— jpc

@jpc、リンクが切れたようです。

— -Kortuk

@Kortuk、残念ながらURL腐敗。これらの講義（「新しいエディション」を含む）は、YouTube

— -jpc

回答:

混乱の一般的な原因は、エネルギーと電力の違いです。たとえば、スニッカーズバーには、手ade弾よりも多くのエネルギーが含まれています。爆発する手ren弾を「エネルギッシュ」と呼ぶかもしれませんが、ここで重要なのは、その力（P）、または非常に短い時間（t）で非常に迅速にエネルギーを変換する能力（E ）です。

P = \frac{E}{t}

$P = \frac{E}{t}$

同様に、電気の世界にも類似性があります。そこでは、電荷（Q）、電流（I）、電圧（V）、電力、エネルギーが常に連動するわけではありません。

これらすべてに関連する方程式は次のとおりです。

I = \frac{Q}{t}

$I = \frac{Q}{t}$

P = I \cdot V

$P = I{\cdot}V$

E = P \cdot t = I \cdot V \cdot t

$E = P{\cdot}t = I{\cdot}V{\cdot}t$

Q = I \cdot t

$Q = I{\cdot}t$

稲妻の場合、VとIは両方とも非常に高いため、電力は極端ですが、tはかなり低いため、高電流と短時間は互いに多少緩和しますので、莫大な充電量はありません。注目すべきは、電圧が影響するのは、同じ電荷量が運ぶエネルギーの量だけです。

120 kAと30 µsの数値を差し込むと、3.6クーロンが得られます。しかし、ウィキペディアの記事では、かなりの変動（「350 Cまで」）がありますが、それらは数桁以内であり、いくつかの落雷を経験したことがあります。そんなに。

バッテリーでは、電圧は落雷と比較して悲惨ですが、充電の計算には関係ありません。重要なのは、何十桁も長い間、数桁少ない電流を提供できることです。 1時間あたり1ミリアンペア（1 mA・h）は3.6クーロンに相当し（見た目は120 kA、30 µsの照明ストライクと同じ）、多くの場合、バッテリーの容量は数千mA・h（2000 mA・hはAAセルに典型的）。

— ニック・T
ソース

-1少なくとも2つのMaxwell方程式を含めない場合。（+1）

— tyblu

興味深い...手hand弾の類推が好きだった...ありがとう。

— BG100

私はまだ誰かが手ade弾よりもスニッカーズバーをチャックしたいです。

— ウィルヒル

科学と笑いのために、「スニッカーズバー、手

— g

マイクロ秒よりも数十桁長い時間は非常に長い時間です。最小-2ダース-約1,000億時間ですか？

— C.タウンスプリンガー

おそらく正しい、エネルギーを維持し、別々に（精神的に）別々に充電します。

— russ_hensel
ソース

ところで、ミッシングリンクは電圧です。ボルトは、1クーロンが1ジュールのエネルギーを運ぶことを意味します。バッテリーは12Vで動作し、照明は数万個以上あります...

— drxzcl

まあ、それらは異なるがリンクされています。電荷間にポテンシャルエネルギーが存在します。また、落雷で数千個のアンプも重要です。それはほんの数クーロンだけが転送されるほど短いです。

— エリックサン

あなたの本能は正しかった。この記事は誤解を招くものです。

記事は電圧を無視しました。Hydraulic Analogyを使用する場合、電圧は水の温度/圧力のようなものです。基本的に、バッテリーの水は非常に低い温度/圧力です。しかし、雷からの水の温度/圧力は巨大です。基本的には、バッテリーよりも雷の方が合計エネルギー（ジュール）が多くなります。これはジュール（kg.m / s ^ 2）で測定されます。

稲妻とバッテリーの合計エネルギーを比較してみましょう。

V o l t s = \frac{J o u l e s}{C o u l o m b s}

$Volts = \frac{Joules}{Coulombs}$

ライトニング：

15クーロン

5億ボルト

15C x 500000000V = 75億ジュール（kg.m / s ^ 2）

単三電池：

5000クーロン

1.5ボルト

5000C x 1.5V = 7,500ジュール（kg.m / s ^ 2）

稲妻のほうが単三電池よりも百万倍のエネルギーがあります。

なぜ混乱するのですか？バッテリーは、ワイヤを介して非常に多くの電子（5000クーロン）を送信しますが、それらの電子にはほとんどエネルギーがありません。それに比べて、稲妻は非常に少ない数の電子（15クーロン）を送りますが、これらの少数の電子は依然として非常に多くの総エネルギーを運びます。

— mdh8b
ソース

P = \frac{E}{t}

$P = \frac{E}{t}$ 雷の総エネルギー（ジュール）はバッテリーよりもはるかに多くありますが、このエネルギーが供給される短い時間を考慮すると、差はさらに大きくなります。上記の数値を使用すると、単三電池の出力は約2ワットです。しかし、稲妻の力はバッテリーを小さくします：750兆ワット（75億J / 2.0 x 10 ^ -5秒）

— mdh8b

私はこれについて疑問に思っていましたが、あなたの説明は私にとって非常に明確であるため、私はあなたのものを選びました。

— セダムジョイ