Fysikere tilskriver elektricitet bevægelsen af elektroner, de små, elektrisk negative partikler, der omgiver hvert atom. Enheden med elektrisk strøm er ampere, opkaldt efter den franske fysiker fra det 19. århundrede André-Marie Ampère. Per definition er en ampere lig med en coulomb pr. Sekund. For at beregne antallet af elektroner i en ampere skal du kende ladningen af en individuel elektron i coulombs. Det viser sig at være 1,602 × 10-19 coulombs. Det er al den information, du har brug for til at konvertere forstærkere til elektroner pr. Sekund.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
I en strøm, 6.242 × 1018 elektroner flyder hvert sekund. Multiplicer strømstyrken med dette tal for at finde antallet af elektroner, der flyder i kredsløbet pr. Sekund.
Hvad er en Coulomb?
Coulomb er enheden for statisk ladning i MKS-målesystemet (meter, kilogram, sekund). Det blev opkaldt efter en anden fransk fysiker, Charles Augustin de Coulomb, der gjorde det meste af sit arbejde i det 18. århundrede. Definitionen af coulomb er baseret på statcoulomb, en ladningsenhed i CGS-systemet (centimeter, gram, sekunder). Dette blev oprindeligt defineret som den ladning, der kræves af to lige så ladede partikler adskilt af 1 centimeter for at afvise hinanden med en kraft på 1 dyne. Du kan udlede coulombs fra statcoulombs, men nutidige forskere definerer normalt coulombs i form af ampere, ikke omvendt. Definitionen af 1 coulomb er mængden af ladning, der bæres i et sekund af en strøm på 1 ampere. Forskere kender tilfældigvis ladningen af en individuel elektron, takket være et berømt eksperiment udført i det tidlige 20. århundrede.
Millikan's Oil Drop Experiment
Den amerikanske fysiker Robert Millikan gennemførte oliedråbeeksperimentet i 1909, og det gav ham Nobelprisen. Han placerede en ladet dråbe olie mellem to elektrisk ladede plader og justerede spændingen, indtil dråben blev ophængt i luft. Fordi han kunne beregne tyngdekraften på faldet og kraften i det elektriske felt, kunne han bestemme ladningen på faldet. Han gennemførte eksperimentet med en række forskellige ladninger på dråben og fandt ud af, at ladningen altid var varierede med et multiplum af et bestemt nummer, som han konkluderede var en enkelt persons skyld elektron. Det viste sig at være 1,602 × 10-19 coulombs.
Antallet af elektroner pr. Sekund i en ampere
En elektron har en ladning på 1,602 × 10-19 coulombs, så du kan finde antallet af elektroner i 1 coulomb af ladning ved at tage det inverse af dette tal. Når du laver aritmetik, finder du:
1 coulomb = 6.242 × 1018 elektroner
1 ampere er lig med 1 coulomb pr. Sekund, hvilket betyder:
1 ampere = 6.242 × 1018 elektroner pr. sekund
Konvertering fra ampere til elektroner pr. Sekund
Forholdet afledt ovenfor udgør en konverteringsfaktor. For at konvertere fra ampere til elektroner pr. Sekund skal du gange denne konverteringsfaktor med strømstyrken i ampere. For eksempel i en strøm på 15 ampere:
15 \ gange (6.242 \ gange 10 ^ {18}) = 9.363 \ gange 10 ^ {19}
9.363 × 1019 elektroner flyder pr. sekund. I en strøm på 7 mA (0,007 ampere) er 4,369 × 1016 elektroner flyder pr. sekund.
