Fyysikot määrittelevät sähkön elektronien liikkeelle, niille pienille sähköisesti negatiivisille hiukkasille, jotka ympäröivät jokaista atomia. Sähkövirran yksikkö on ampeeri, joka on nimetty 1800-luvun ranskalaisen fyysikon André-Marie Ampèren mukaan. Ampeeri on määritelmän mukaan yhtä suuri kuin yksi kulonki sekunnissa. Yhden ampeerin elektronien lukumäärän laskemiseksi sinun on siksi tiedettävä yksittäisen elektronin varaus kulonkeissa. Se osoittautuu 1,602 × 10-19 coulombs. Se on kaikki tiedot, joita tarvitset ampeerien muuntamiseksi elektroneiksi sekunnissa.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Yhdessä ampeerissa virtaa 6,242 × 1018 elektronit virtaavat joka sekunti. Kerro virran voimakkuus tällä luvulla löytääksesi piirissä virtaavien elektronien määrän sekunnissa.
Mikä on Coulomb?
Kulma on staattisen varauksen yksikkö MKS (metri, kilogramma, toinen) -mittausjärjestelmässä. Se nimettiin toisen ranskalaisen fyysikon Charles Augustin de Coulombin mukaan, joka teki suurimman osan työstään 1700-luvulla. Coulombin määritelmä perustuu statcoulombiin, joka on varausyksikkö CGS-järjestelmässä (senttimetrit, grammat, sekunnit). Tämä määriteltiin alun perin varaukseksi, jota tarvitaan kahden yhden senttimetrin etäisyydellä erotetun tasaisesti varautuneen hiukkasen karkottamiseksi toistensa kanssa 1 dynien voimalla. Voit johtaa coulombeja statcoulombeista, mutta nykyajan tutkijat määrittelevät coulombit ampeereina, ei päinvastoin. Yhden coulombin määritelmä on varauksen määrä, joka kuluu yhdessä sekunnissa 1 ampeerin virralla. Tutkijat kuitenkin tietävät tietävän yksittäisen elektronin varauksen, kiitos 1900-luvun alkupuolella tehdyn kuuluisan kokeen.
Millikanin öljypisarakokeilu
Amerikkalainen fyysikko Robert Millikan suoritti öljyn pudotuskokeen vuonna 1909, ja se ansaitsi hänelle Nobel-palkinnon. Hän sijoitti varatun öljypisaran kahden sähköisesti ladatun levyn väliin ja sääti jännitettä, kunnes pisara suspendoitui ilmassa. Koska hän pystyi laskemaan pudotuksen painovoiman ja sähkökentän voiman, hän pystyi määrittämään pudotuksen varauksen. Hän suoritti kokeen erilaisilla varauksilla pudotuksessa ja huomasi, että varaus aina vaihteli tietyn luvun kerrannaisena, mikä hänen mukaansa oli yksilön veloitus elektroni. Se osoittautui 1,602 × 10-19 coulombs.
Elektronien määrä sekunnissa ampeereissa
Yhden elektronin varaus on 1,602 × 10-19 coulombs, joten voit löytää elektronien lukumäärän yhdestä varauskulmasta ottamalla tämän luvun käänteinen. Suoritettaessa laskutoimitusta löydät:
1 kulma = 6,242 × 1018 elektronit
1 ampeeri on yhtä suuri kuin 1 coulomb sekunnissa, mikä tarkoittaa:
1 ampeeri = 6,242 × 1018 elektronia sekunnissa
Muunnos ampeereista elektroneiksi sekunnissa
Edellä johdettu suhde muodostaa muuntokertoimen. Jos haluat muuntaa ampeereista elektroneiksi sekunnissa, kerro tämä muuntokerroin ampeereiden nykyisellä voimakkuudella. Esimerkiksi 15 ampeerin virralla:
15 kertaa (6.242 \ kertaa 10 ^ {18}) = 9.363 \ kertaa 10 ^ {19}
9.363 × 1019 elektronit virtaavat sekunnissa. 7 mA: n (0,007 ampeeria) virralla 4,369 × 1016 elektronit virtaavat sekunnissa.