ფიზიკოსები ელექტროენერგიას უკავშირებენ ელექტრონების მოძრაობას, იმ პატარა, ელექტრონულად უარყოფით ნაწილაკებს, რომლებიც ყველა ატომს აკრავს. ელექტრული დენის ერთეული არის ამპერი, რომელსაც XIX საუკუნის ფრანგი ფიზიკოსის ანდრე-მარი ამპერის სახელი მიენიჭა. განმარტებით, ამპერი წამში უდრის ერთ კულონს. ერთ ამპერში ელექტრონების რაოდენობის გამოსათვლელად საჭიროა იცოდეთ ინდივიდუალური ელექტრონული მუხტის კულონებში. ეს აღმოჩნდება 1.602 10-19 კულონები. ეს არის მთელი ინფორმაცია, რაც წამში წამლების ელექტრონებად გადასაყვანად გჭირდებათ.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
დენის ერთ ამპერში, 6.242 × 1018 ელექტრონები ყოველ წამს მიედინება. გაამრავლეთ დენის სიმძლავრე ამ რიცხვზე, რომ იპოვოთ ელექტრონთა რაოდენობა, რომელიც წამში წრეში მიედინება.
რა არის კულონი?
კულონი არის სტატიკური მუხტის ერთეული MKS (მეტრი, კილოგრამი, მეორე) გაზომვის სისტემაში. მას სხვა ფრანგი ფიზიკოსის, შარლ ავგუსტინ დე კულომბის სახელი მიენიჭა, რომელმაც თავისი საქმიანობის უმეტესობა მე -18 საუკუნეში გააკეთა. კულონის განსაზღვრებას საფუძვლად უდევს სტატკოულომი, მუხტის ერთეული CGS (სანტიმეტრი, გრამი, წამში) სისტემაში. ეს თავდაპირველად განისაზღვრა, როგორც მუხტი, რომელიც საჭიროა ორი თანაბრად დამუხტული ნაწილაკისგან, რომლებიც გამოყოფილია 1 სანტიმეტრით, რათა ერთმანეთის მოსაგერიებლად 1 დინის ძალა იყოს. თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ კულონები სტაკულუმებისგან, მაგრამ თანამედროვე მეცნიერები ჩვეულებრივ განსაზღვრავენ კულონებს ამპერების მიხედვით და არა პირიქით. 1 კულონის განმარტება არის 1 ამპერიანი მიმდინარეობით წამში გატარებული მუხტის ოდენობა. მეცნიერებმა იციან ცალკეული ელექტრონის მუხტი, თუმცა მე -20 საუკუნის დასაწყისში ჩატარებული ცნობილი ექსპერიმენტის წყალობით.
Millikan's Oil Drop Experiment
ამერიკელმა ფიზიკოსმა რობერტ მილიკანმა ჩაატარა ზეთის ვარდნის ექსპერიმენტი 1909 წელს და ამან მას ნობელის პრემია მიანიჭა. მან ორ ელექტრონულად დამუხტულ ფირფიტას შორის მოათავსა ნავთობის დამუხტული წვეთი და შეცვალა ძაბვა მანამ, სანამ წვეთი არ გაჩერდებოდა ჰაერში. იმის გამო, რომ მას შეეძლო წონის წონის და ელექტრული ველის ძალის გამოანგარიშება, მას შეეძლო წვეთზე მუხტის განსაზღვრა. მან ჩაატარა ექსპერიმენტი სხვადასხვა მუხტით წვეთზე და დაადგინა, რომ მუხტი ყოველთვის იყო იცვლებოდა კონკრეტული რიცხვის მრავლობითი რიცხვით, რაც მან დაასკვნა, რომ ეს იყო ინდივიდუალური გადასახადი ელექტრონი. აღმოჩნდა 1.602 10-19 კულონები.
წამში ელექტრონების რაოდენობა წამში
ერთ ელექტრონს აქვს მუხტი 1.602 10-19 კულონები, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ელექტრონების რაოდენობა 1 კულონში დამუხტვაში ამ რიცხვის შებრუნებით. არითმეტიკის შესრულებისას ნახავთ:
1 კულონი = 6.242 × 1018 ელექტრონები
1 ამპერი წამში უდრის 1 კულონს, რაც ნიშნავს:
1 ამპერი = 6.242 × 1018 ელექტრონები წამში
ამპერიდან წამში ელექტრონების გადაქცევა
ზემოთ მიღებული ურთიერთობა წარმოადგენს გარდაქმნის ფაქტორს. ამპერებიდან წამში ელექტრონებად გადასაქცევად გამრავლებული გარდასახვის ფაქტორი ამპერებში მიმდინარე ძალაზე. მაგალითად, მიმდინარე 15 დიაპაზონში:
15 \ ჯერ (6.242 \ ჯერ 10 ^ {18}) = 9.363 \ ჯერ 10 ^ {19}
9.363 × 1019 ელექტრონები წამში მიედინება. დიაპაზონში 7 mA (0.007 amps), 4.369 1016 ელექტრონები წამში მიედინება.