Los físicos atribuyen la electricidad al movimiento de los electrones, esas diminutas partículas eléctricamente negativas que rodean cada átomo. La unidad de corriente eléctrica es el amperio, que lleva el nombre del físico francés del siglo XIX André-Marie Ampère. Por definición, un amperio es igual a un culombio por segundo. Para calcular el número de electrones en un amperio, es necesario conocer la carga de un electrón individual en culombios. Eso resulta ser 1,602 × 10-19 culombios. Esa es toda la información que necesita para convertir amperios en electrones por segundo.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
En un amperio de corriente, 6.242 × 1018 los electrones fluyen cada segundo. Multiplique la fuerza de la corriente por este número para encontrar el número de electrones que fluyen en el circuito por segundo.
¿Qué es un culombio?
El culombio es la unidad de carga estática en el sistema de medición MKS (metro, kilogramo, segundo). Lleva el nombre de otro físico francés, Charles Augustin de Coulomb, que realizó la mayor parte de su trabajo en el siglo XVIII. La definición del culombio se basa en el estatculombio, una unidad de carga en el sistema CGS (centímetros, gramos, segundos). Esto se definió originalmente como la carga que necesitan dos partículas igualmente cargadas separadas por 1 centímetro para repelerse entre sí con una fuerza de 1 dina. Puede derivar culombios a partir de estatculombios, pero los científicos contemporáneos suelen definir los culombios en términos de amperios, no al revés. La definición de 1 culombio es la cantidad de carga transportada en un segundo por una corriente de 1 amperio. Sin embargo, los científicos conocen la carga de un electrón individual, gracias a un famoso experimento realizado a principios del siglo XX.
Experimento de la gota de aceite de Millikan
El físico estadounidense Robert Millikan realizó el experimento de la gota de aceite en 1909 y le valió el Premio Nobel. Colocó una gota de aceite cargada entre dos placas cargadas eléctricamente y ajustó el voltaje hasta que la gota quedó suspendida en el aire. Debido a que pudo calcular la fuerza de la gravedad en la gota y la fuerza del campo eléctrico, pudo determinar la carga en la gota. Realizó el experimento con una variedad de cargas en la gota y descubrió que la carga siempre variaba por un múltiplo de un número particular, que concluyó que era el cargo de un individuo electrón. Resultó ser 1,602 × 10-19 culombios.
El número de electrones por segundo en un amperio
Un electrón tiene una carga de 1,602 × 10-19 culombios, por lo que puede encontrar el número de electrones en 1 culombio de carga tomando el inverso de este número. Haciendo la aritmética, encuentras:
1 culombio = 6.242 × 1018 electrones
1 amperio es igual a 1 culombio por segundo, lo que significa:
1 amperio = 6.242 × 1018 electrones por segundo
Conversión de amperios a electrones por segundo
La relación derivada anteriormente constituye un factor de conversión. Para convertir de amperios a electrones por segundo, multiplique ese factor de conversión por la intensidad actual en amperios. Por ejemplo, en una corriente de 15 amperios:
15 \ times (6.242 \ times 10 ^ {18}) = 9.363 \ times 10 ^ {19}
9.363 × 1019 los electrones fluyen por segundo. En una corriente de 7 mA (0,007 amperios), 4,369 × 1016 los electrones fluyen por segundo.