A fizikusok az elektromosságot az elektronok mozgásának tulajdonítják, azoknak az apró, elektromosan negatív részecskéknek, amelyek minden atomot körülvesznek. Az elektromos áram mértékegysége az amper, amelyet André-Marie Ampère 19. századi francia fizikusról neveztek el. Értelemszerűen az amper másodpercenként egy coulomb. Az egy amperben lévő elektronok számának kiszámításához tehát ismernie kell az egyes elektronok töltését coulombokban. Ez kiderül, hogy 1,602 × 10-19 coulombs. Ez az összes információ, amire szükséged van, hogy az erősítőket másodpercenként elektronokká alakítsd.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Egy áram amperében 6,242 × 1018 elektronok áramlanak másodpercenként. Szorozza meg az áram erősségét ezzel a számmal, hogy megtalálja az áramkörben másodpercenként áramló elektronok számát.
Mi az a Coulomb?
A coulomb a statikus töltés mértéke az MKS (méter, kilogramm, másodperc) mérőrendszerben. Nevét egy másik francia fizikusról, Charles Augustin de Coulombról kapta, aki munkájának legnagyobb részét a 18. században végezte. A coulomb meghatározása a statcoulombon alapul, amely a CGS (centiméter, gramm, másodperc) rendszer töltési egysége. Ezt eredetileg úgy definiálták, mint két egyenletesen töltött, 1 centiméterrel elválasztott részecskének, hogy 1 dyne erővel taszítsák egymást. A coulombokat statcoulombokból származtathatja, de a kortárs tudósok általában a amulpereket határozzák meg, és nem fordítva. Az 1 coulomb meghatározása az a töltésmennyiség, amelyet egy másodperc alatt 1 amper áramerősség hordoz. A tudósok véletlenül ismerik az egyes elektronok töltését, a 20. század elején végzett híres kísérletnek köszönhetően.
Millikan olajcsepp-kísérlete
Robert Millikan amerikai fizikus 1909-ben hajtotta végre az olajcsepp-kísérletet, és ezzel Nobel-díjat kapott. Töltött olajcseppet tett két elektromosan töltött lemez közé, és addig állította a feszültséget, amíg a csepp levegőben szuszpendálódott. Mivel meg tudta számolni a cseppre nehezedő gravitációs erőt és az elektromos mező erejét, meg tudta határozni a csepp töltését. A kísérletet különféle töltésekkel hajtotta végre, és megállapította, hogy a töltés mindig egy adott szám többszörösével variálva, amelyről megállapította, hogy az egyénnek felszámított vád elektron. Kiderült, hogy 1,602 × 10-19 coulombs.
Az elektronok száma másodpercenként egy amperben
Egy elektron töltése 1,602 × 10-19 coulombs, így megtalálja az elektronok számát 1 coulomb töltésnél, ha ennek a számnak az inverzét vesszük. A számtan elvégzésével a következőket találja:
1 coulomb = 6,242 × 1018 elektronok
1 amper másodpercenként 1 coulomb, ami azt jelenti:
1 amper = 6,242 × 1018 elektron másodpercenként
Átalakítás amperből elektronra másodpercenként
A fent levezetett összefüggés konverziós tényezőt jelent. Az amperekből az elektronok másodpercenként történő átalakításához szorozzuk meg ezt az átalakítási tényezőt az amperben mért áramerősséggel. Például 15 amperes áramban:
15-szer (6.242-szer 10 ^ {18}) = 9.363-szer 10 ^ {19}
9.363 × 1019 elektronok áramlanak másodpercenként. 7 mA (0,007 amper) áramban 4,369 × 1016 elektronok áramlanak másodpercenként.
