Kako pretvoriti pojačala u elektrone u sekundi

Fizičari pripisuju električnu energiju kretanju elektrona, tih sitnih, električno negativnih čestica koje okružuju svaki atom. Jedinica električne struje je amper, nazvan po francuskom fizičaru iz 19. stoljeća André-Marie Ampèreu. Po definiciji, amper je jednak jednom kulonu u sekundi. Da biste izračunali broj elektrona u jednom amperu, morate dakle znati naboj pojedinog elektrona u kulonima. Ispada da je to 1.602 × 10^-19 kulomi. To su sve informacije potrebne za pretvorbu pojačala u elektrone u sekundi.

TL; DR (predugo; Nisam pročitao)

U jednom amperu struje, 6,242 × 10¹⁸ elektroni teku svake sekunde. Pomnožite jakost struje s tim brojem da biste pronašli broj elektrona koji teku u krugu u sekundi.

Kulon je jedinica statičkog naboja u MKS mjernom sustavu (metar, kilogram, sekunda). Ime je dobio po drugom francuskom fizičaru Charlesu Augustinu de Coulombu, koji je većinu svog posla radio u 18. stoljeću. Definicija kulona temelji se na statcoulomb-u, jedinici naboja u CGS-u (centimetri, grami, sekunde). Ovo je izvorno definirano kao naboj potreban za dvije jednako nabijene čestice odvojene za 1 centimetar da bi se odbile jedna drugom snagom od 1 dina. Kulome možete izvesti iz statkuloma, ali suvremeni znanstvenici obično definiraju kulome u smislu ampera, a ne obrnuto. Definicija 1 kulona je količina naboja koju u jednoj sekundi prenosi struja od 1 ampera. Znanstvenici ipak znaju naboj pojedinog elektrona, zahvaljujući poznatom eksperimentu provedenom početkom 20. stoljeća.

Američki fizičar Robert Millikan proveo je eksperiment s kapljicama ulja 1909. godine i to mu je donijelo Nobelovu nagradu. Stavio je napunjenu kap ulja između dvije električno nabijene ploče i podešavao napon dok kap nije visio u zraku. Budući da je mogao izračunati silu gravitacije na pad i silu električnog polja, mogao je odrediti naboj na padu. Proveo je eksperiment s različitim nabojima na kapljici i otkrio da se naboj uvijek varirao za višekratnik određenog broja, za koji je zaključio da je optužba za pojedinca elektron. Ispalo je 1.602 × 10^-19 kulomi.

Jedan elektron ima naboj od 1.602 × 10^-19 kuloma, tako da možete pronaći broj elektrona u 1 kulonu naboja uzimajući inverzu ovog broja. Radeći aritmetiku, nalazite:

1 kulon = 6,242 × 10¹⁸ elektroni

1 amper jednak je 1 kulonu u sekundi, što znači:

1 amper = 6,242 × 10¹⁸ elektroni u sekundi

Gore izvedeni odnos predstavlja faktor pretvorbe. Da biste pretvorili iz ampera u elektrone u sekundi, pomnožite taj faktor pretvorbe s trenutnom snagom u amperima. Na primjer, u struji od 15 ampera:

9.363 × 10¹⁹ elektroni teku u sekundi. U struji od 7 mA (0,007 ampera), 4,369 × 10¹⁶ elektroni teku u sekundi.