Οι φυσικοί αποδίδουν την ηλεκτρική ενέργεια στην κίνηση των ηλεκτρονίων, εκείνα τα μικροσκοπικά, ηλεκτρικά αρνητικά σωματίδια που περικυκλώνουν κάθε άτομο. Η μονάδα ηλεκτρικού ρεύματος είναι το αμπέρ, που πήρε το όνομά του από τον Γάλλο φυσικό του 19ου αιώνα André-Marie Ampère. Εξ ορισμού, ένα αμπέρ ισούται με ένα coulomb ανά δευτερόλεπτο. Για να υπολογίσετε τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε ένα αμπέρ, πρέπει επομένως να γνωρίζετε το φορτίο ενός μεμονωμένου ηλεκτρονίου σε κολομβές. Αυτό αποδεικνύεται ότι είναι 1,602 × 10-19 κουλόμπ. Αυτές είναι όλες οι πληροφορίες που χρειάζεστε για να μετατρέψετε ενισχυτές σε ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο.
TL; DR (Πάρα πολύ; Δεν διαβάστηκε)
Σε ένα αμπέρ ρεύματος, 6.242 × 1018 ηλεκτρόνια ρέουν κάθε δευτερόλεπτο. Πολλαπλασιάστε την ισχύ του ρεύματος με αυτόν τον αριθμό για να βρείτε τον αριθμό των ηλεκτρονίων που ρέουν στο κύκλωμα ανά δευτερόλεπτο.
Τι είναι το Coulomb;
Το coulomb είναι η μονάδα στατικού φορτίου στο σύστημα μέτρησης MKS (μέτρο, κιλό, δευτερόλεπτο). Ονομάστηκε από έναν άλλο Γάλλο φυσικό, τον Charles Augustin de Coulomb, ο οποίος έκανε το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς του τον 18ο αιώνα. Ο ορισμός του coulomb βασίζεται στο statcoulomb, μια μονάδα φόρτισης στο σύστημα CGS (εκατοστά, γραμμάρια, δευτερόλεπτα). Αυτό ορίστηκε αρχικά ως το φορτίο που απαιτείται από δύο εξίσου φορτισμένα σωματίδια διαχωρισμένα κατά 1 εκατοστό για να απωθούν το ένα το άλλο με δύναμη 1 dyne. Μπορείτε να αντλήσετε coulomb από statcoulombs, αλλά οι σύγχρονοι επιστήμονες συνήθως ορίζουν coulomb με όρους αμπέρ, όχι το αντίστροφο. Ο ορισμός του 1 coulomb είναι το ποσό φόρτισης που μεταφέρεται σε ένα δευτερόλεπτο με ρεύμα 1 αμπέρ. Οι επιστήμονες τυχαίνει να γνωρίζουν το φορτίο ενός μεμονωμένου ηλεκτρονίου, ωστόσο, χάρη σε ένα διάσημο πείραμα που πραγματοποιήθηκε στις αρχές του 20ού αιώνα.
Πείραμα πτώσης λαδιού της Millikan
Ο Αμερικανός φυσικός Robert Millikan διεξήγαγε το πείραμα πτώσης λαδιού το 1909 και του κέρδισε το βραβείο Νόμπελ. Έβαλε μια φορτισμένη σταγόνα λαδιού μεταξύ δύο ηλεκτρικά φορτισμένων πλακών και ρύθμισε την τάση μέχρις ότου η σταγόνα ανασταλεί στον αέρα. Επειδή μπορούσε να υπολογίσει τη δύναμη της βαρύτητας στην πτώση και τη δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου, μπορούσε να καθορίσει το φορτίο στην πτώση. Πραγματοποίησε το πείραμα με μια ποικιλία χρεώσεων στην πτώση και διαπίστωσε ότι η χρέωση πάντα διέφερε από το πολλαπλάσιο ενός συγκεκριμένου αριθμού, το οποίο κατέληξε ότι ήταν η χρέωση σε ένα άτομο ηλεκτρόνιο. Αποδείχθηκε 1,602 × 10-19 κουλόμπ.
Ο αριθμός ηλεκτρονίων ανά δευτερόλεπτο σε αμπέρ
Ένα ηλεκτρόνιο έχει φόρτιση 1,602 × 10-19 coulombs, ώστε να μπορείτε να βρείτε τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε 1 coulomb φόρτισης λαμβάνοντας το αντίστροφο αυτού του αριθμού. Κάνοντας την αριθμητική, θα βρείτε:
1 coulomb = 6.242 × 1018 ηλεκτρόνια
1 αμπέρ ισούται με 1 coulomb ανά δευτερόλεπτο, που σημαίνει:
1 αμπέρ = 6.242 × 1018 ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο
Μετατροπή από Αμπέρ σε Ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο
Η σχέση που προκύπτει παραπάνω αποτελεί παράγοντα μετατροπής. Για μετατροπή από αμπέρ σε ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο, πολλαπλασιάστε αυτόν τον συντελεστή μετατροπής με την τρέχουσα ισχύ σε αμπέρ. Για παράδειγμα, σε ρεύμα 15 αμπέρ:
15 \ φορές (6.242 \ φορές 10 ^ {18}) = 9.363 \ φορές 10 ^ {19}
9.363 × 1019 ηλεκτρόνια ρέουν ανά δευτερόλεπτο. Σε ρεύμα 7 mA (0,007 amp), 4,369 × 1016 ηλεκτρόνια ρέουν ανά δευτερόλεπτο.