Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Ce este un Coulomb?
- Experimentul picăturii de ulei Millikans
- Numărul de electroni pe secundă într-un amper
- Conversia de la amperi la electroni pe secundă
Fizicienii atribuie electricitate mișcării electronilor, acele particule minuscule, negative din punct de vedere electric care înconjoară fiecare atom. Unitatea de curent electric este amperiul, numit după fizicianul francez din secolul al XIX-lea, André-Marie Ampère. Prin definiție, un amper este egal cu un coulomb pe secundă. Pentru a calcula numărul de electroni într-un amper, trebuie să cunoașteți încărcarea unui electron în coulombe. Aceasta se dovedește a fi 1.602 × 10-19 pandative. Aceasta este toată informația de care aveți nevoie pentru a converti amperi la electroni pe secundă.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Într-un amper de curent, 6.242 × 1018 electroni curg în fiecare secundă. Înmulțiți puterea curentului cu acest număr pentru a găsi numărul de electroni care curg în circuit pe secundă.
Ce este un Coulomb?
Coulomb este unitatea de încărcare statică din sistemul de măsurare MKS (metru, kilogram, secundă). Acesta a fost numit după un alt fizician francez, Charles Augustin de Coulomb, care a făcut cea mai mare parte a activității sale în secolul al XVIII-lea. Definiția coulombului se bazează pe statcoulomb, o unitate de încărcare în sistemul CGS (centimetri, grame, secunde). Aceasta a fost inițial definită drept încărcarea necesară de două particule la fel de încărcate, separate cu 1 centimetru pentru a se respinge reciproc cu o forță de 1 dyne. Puteți deriva coulombele din statcombombi, dar oamenii de știință contemporani definesc de obicei coulombele în termeni de amperi, nu invers. Definiția 1 coulomb este cantitatea de încărcare purtată într-o secundă de un curent de 1 amperi. Oamenii de știință cunosc, însă, încărcarea unui electron individual, datorită unui experiment celebru realizat la începutul secolului XX.
Experimentul picăturii de ulei Millikans
Fizicianul american Robert Millikan a condus experimentul cu picături de ulei în 1909, iar acesta i-a câștigat premiul Nobel. El a plasat o picătură încărcată de ulei între două plăci încărcate electric și a reglat tensiunea până când picătoria a fost suspendată în aer. Deoarece putea calcula forța gravitației pe picătură și forța câmpului electric, el putea determina încărcarea pe cădere. El a condus experimentul cu o varietate de sarcini pe scădere și a constatat că sarcina a variat întotdeauna cu un multiplu dintr-un anumit număr, ceea ce a concluzionat că este taxa pe un electron individual. S-a dovedit a fi 1.602 × 10-19 pandative.
Numărul de electroni pe secundă într-un amper
Un electron are o încărcare de 1.602 × 10-19 coulombs, astfel încât să puteți găsi numărul de electroni în 1 coulomb de sarcină, luând inversul acestui număr. Făcând aritmetica, găsiți:
1 coulomb = 6.242 × 1018 electroni
1 ampere este egal cu 1 coulomb pe secundă, ceea ce înseamnă:
1 ampere = 6.242 × 1018 electroni pe secundă
Conversia de la amperi la electroni pe secundă
Relația derivată mai sus constituie un factor de conversie. Pentru a converti de la amperi la electroni pe secundă, înmulțiți acel factor de conversie cu puterea curentă în amperi. De exemplu, într-un curent de 15 amperi, 15 × (6.242 × 10)18) = 9.363 × 1019 electronii curg pe secundă. Într-un curent de 7 mA (0,007 amperi), 4,369 × 1016 electronii curg pe secundă.