物理学者は、電気を電子の動き、つまりすべての原子を取り囲む小さな電気的に負の粒子に起因すると考えています。 電流の単位はアンペアで、19世紀のフランスの物理学者アンドレマリーアンペアにちなんで名付けられました。 定義上、アンペアは1秒あたり1クーロンに相当します。 したがって、1アンペアの電子数を計算するには、クーロン単位の個々の電子の電荷を知る必要があります。 それは1.602×10であることがわかります-19 クーロン。 アンペアを1秒あたりの電子数に変換するために必要な情報はこれだけです。
TL; DR(長すぎる; 読んでいない)
1アンペアの電流で、6.242×1018 電子は毎秒流れています。 電流の強さにこの数を掛けて、1秒あたりに回路を流れる電子の数を求めます。
クーロンとは何ですか?
クーロンは、MKS(メートル、キログラム、秒)測定システムの静電荷の単位です。 18世紀にほとんどの仕事をした別のフランスの物理学者、シャルル・オーギュスタン・ド・クーロンにちなんで名付けられました。 クーロンの定義は、CGS(センチメートル、グラム、秒)システムの電荷の単位であるスタットクーロンに基づいています。 これは元々、1ダインの力で互いに反発するために1センチメートル離れた2つの等しく帯電した粒子が必要とする電荷として定義されていました。 スタットクーロンからクーロンを導出することはできますが、現代の科学者は通常、クーロンをアンペアで定義し、その逆ではありません。 1クーロンの定義は、1アンペアの電流によって1秒間に運ばれる電荷の量です。 しかし、20世紀初頭に行われた有名な実験のおかげで、科学者はたまたま個々の電子の電荷を知っています。
ミリカンの油滴実験
アメリカの物理学者ロバートミリカンは1909年に油滴実験を行い、ノーベル賞を受賞しました。 彼は2つの帯電したプレートの間に帯電した油滴を置き、液滴が空気中に浮遊するまで電圧を調整しました。 彼は液滴の重力と電場の力を計算できるので、液滴の電荷を決定することができました。 彼はドロップでさまざまな電荷を使って実験を行い、その電荷は常に 特定の数の倍数で変化し、彼はそれが個人の請求であると結論付けました 電子。 1.602×10であることが判明しました-19 クーロン。
アンペアの1秒あたりの電子数
1つの電子の電荷は1.602×10です。-19 クーロンなので、この数の逆数を取ることで、1クーロンの電荷に含まれる電子の数を見つけることができます。 算術演算を行うと、次のことがわかります。
1クーロン= 6.242×1018 電子
1アンペアは1秒あたり1クーロンに相当します。つまり、次のことを意味します。
1アンペア= 6.242×1018 1秒あたりの電子数
アンペアから1秒あたりの電子数への変換
上で導き出された関係は、換算係数を構成します。 アンペアから1秒あたりの電子数に変換するには、その変換係数にアンペア単位の電流強度を掛けます。 たとえば、15アンペアの電流の場合:
15 \ times(6.242 \ times 10 ^ {18})= 9.363 \ times 10 ^ {19}
9.363 × 1019 電子は毎秒流れています。 7 mA(0.007アンペア)の電流で、4.369×1016 電子は毎秒流れています。