Fyzici připisují elektřinu pohybu elektronů, těch drobných, elektricky negativních částic, které obklopují každý atom. Jednotkou elektrického proudu je ampér, pojmenovaný podle francouzského fyzika 19. století André-Marie Ampèra. Podle definice se ampér rovná jedné coulomb za sekundu. Chcete-li vypočítat počet elektronů v jednom ampéru, musíte znát náboj jednotlivého elektronu v coulombech. Ukázalo se to 1,602 × 10-19 coulombs. To jsou všechny informace, které potřebujete k převodu zesilovačů na elektrony za sekundu.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
V jednom ampéru proudu, 6,442 × 1018 elektrony tečou každou sekundu. Vynásobte sílu proudu tímto číslem, abyste zjistili počet elektronů proudících v obvodu za sekundu.
Co je Coulomb?
Coulomb je jednotka statického náboje v měřicím systému MKS (metr, kilogram, sekunda). Název dostal podle dalšího francouzského fyzika Charlese Augustina de Coulomba, který většinu své práce dělal v 18. století. Definice coulombu je založena na statcoulombu, jednotce náboje v systému CGS (centimetry, gramy, sekundy). To bylo původně definováno jako náboj potřebný dvěma stejně nabitými částicemi oddělenými 1 centimetrem, aby se navzájem odpuzovaly silou 1 dynu. Coulomby můžete odvodit ze statcoulombů, ale současní vědci obvykle definují coulomby v ampérech, nikoli naopak. Definice 1 coulombu je množství náboje přenášené za jednu sekundu proudem 1 ampér. Vědci náhodou znají náboj jednotlivého elektronu, a to díky slavnému experimentu provedenému na počátku 20. století.
Millikanův experiment s poklesem oleje
Americký fyzik Robert Millikan provedl v roce 1909 experiment s poklesem oleje, který mu vynesl Nobelovu cenu. Umístil nabitou kapku oleje mezi dvě elektricky nabité desky a upravoval napětí, dokud nebyla kapka suspendována ve vzduchu. Protože dokázal vypočítat gravitační sílu na kapce a sílu elektrického pole, mohl určit náboj na kapce. Provedl experiment s různými náboji na kapce a zjistil, že náboj vždy se lišily násobkem konkrétního čísla, které uzavřel jako poplatek jednotlivce elektron. Ukázalo se to 1,602 × 10-19 coulombs.
Počet elektronů za sekundu v ampéru
Jeden elektron má náboj 1,602 × 10-19 coulombs, takže počet elektronů v 1 coulombově náboji zjistíte inverzí tohoto čísla. Při aritmetice najdete:
1 coulomb = 6,442 × 1018 elektrony
1 ampér se rovná 1 coulombu za sekundu, což znamená:
1 ampér = 6,442 × 1018 elektrony za sekundu
Převod z ampér na elektrony za sekundu
Vztah odvozený výše představuje převodní faktor. Chcete-li převést z ampérů na elektrony za sekundu, vynásobte tento přepočítací faktor aktuální silou v ampérech. Například v proudu 15 A:
15 \ krát (6 422 \ krát 10 ^ {18}) = 9,363 \ krát 10 ^ {19}
9.363 × 1019 elektrony tečou za sekundu. V proudu 7 mA (0,007 A), 4,369 × 1016 elektrony tečou za sekundu.