Fizikai elektrą priskiria elektronų judėjimui, toms mažoms, elektriškai neigiamoms dalelėms, kurios supa kiekvieną atomą. Elektros srovės vienetas yra amperas, pavadintas XIX amžiaus prancūzų fiziko André-Marie Ampère vardu. Pagal apibrėžimą amperas yra lygus vienam kulonui per sekundę. Norėdami apskaičiuoti elektronų skaičių vienoje ampere, turite žinoti atskiro elektrono krūvį kulonose. Tai pasirodo 1,602 × 10-19 kulonkos. Tai yra visa informacija, kurios jums reikia norint amperus paversti elektronais per sekundę.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Vienoje srovės ampere 6,242 × 1018 elektronai teka kas sekundę. Padauginkite srovės stiprumą iš šio skaičiaus, kad rastumėte elektronų, tekančių grandinėje per sekundę, skaičių.
Kas yra Kulonas?
Kulonas yra statinio krūvio vienetas MKS (metras, kilogramas, sekundė) matavimo sistemoje. Jis buvo pavadintas kito prancūzų fiziko Charleso Augustino de Coulombo, kuris didžiąją savo darbo dalį atliko XVIII amžiuje, vardu. Kulonės apibrėžimas remiasi statkoulombu - įkrovos vienetu CGS (centimetrais, gramais, sekundėmis) sistemoje. Iš pradžių tai buvo apibrėžta kaip krūvis, reikalingas dviem vienodai įkrautoms dalelėms, kurias skiria 1 centimetras, kad atstumtų viena kitą 1 dyno jėga. Kulonus galite gauti iš statulombų, tačiau šiuolaikiniai mokslininkai paprastai apibrėžia kulmonus pagal amperus, o ne atvirkščiai. 1 kulonos apibrėžimas yra įkrovos dydis, kurį per vieną sekundę perneša 1 ampero srovė. Mokslininkai iš tikrųjų žino atskiro elektrono krūvį, tačiau dėl garsaus 20-ojo amžiaus pradžioje atlikto eksperimento.
Millikano naftos lašelių eksperimentas
Amerikiečių fizikas Robertas Millikanas 1909 m. Atliko naftos kritimo eksperimentą, kuris jam pelnė Nobelio premiją. Tarp dviejų elektra įkrautų plokščių jis įdėjo užpildytą alyvos lašą ir sureguliavo įtampą, kol lašas pakibo ore. Kadangi jis galėjo apskaičiuoti kritimo sunkio jėgą ir elektrinio lauko jėgą, jis galėjo nustatyti kritimo krūvį. Jis atliko eksperimentą naudodamas įvairius krūvio kritimus ir nustatė, kad krūvis visada keitėsi konkretaus skaičiaus kartotiniu, kuris, jo nuomone, buvo asmens mokestis elektronas. Pasirodė 1,602 × 10-19 kulonkos.
Elektronų skaičius per sekundę ampere
Vieno elektrono krūvis yra 1,602 × 10-19 kulonų, todėl elektronų skaičių galite rasti 1 įkrovos kulonoje, imdami atvirkštinį šio skaičiaus skaičių. Atlikdami aritmetiką rasite:
1 kulona = 6,242 × 1018 elektronai
1 amperas yra lygus 1 kulonui per sekundę, o tai reiškia:
1 amperas = 6,242 × 1018 elektronų per sekundę
Konvertavimas iš amperų į elektronus per sekundę
Pirmiau išvestas santykis yra perskaičiavimo koeficientas. Norėdami konvertuoti iš amperų į elektronus per sekundę, padauginkite tą perskaičiavimo koeficientą iš srovės stiprumo amperais. Pavyzdžiui, esant 15 amperų srovei:
15 kartų (6.242 kartus 10 ^ {18}) = 9.363 kartus 10 ^ {19}
9.363 × 1019 elektronai teka per sekundę. Esant 7 mA srovei (0,007 ampero), 4,369 × 1016 elektronai teka per sekundę.