Hvordan konvertere forsterkere til elektroner per sekund

Fysikere tilskriver elektrisitet bevegelsen til elektroner, de små, elektrisk negative partiklene som omgir hvert atom. Enheten med elektrisk strøm er ampère, oppkalt etter den franske fysikeren André-Marie Ampère fra 1800-tallet. Per definisjon er en ampere lik en coulomb per sekund. For å beregne antall elektroner i en ampere, må du derfor vite ladningen til et individuelt elektron i coulombs. Det viser seg å være 1,602 × 10^-19 coulombs. Det er all informasjonen du trenger for å konvertere forsterkere til elektroner per sekund.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

I en strøm nåværende, 6.242 × 10¹⁸ elektroner flyter hvert sekund. Multipliser strømstyrken med dette tallet for å finne antall elektroner som strømmer i kretsen per sekund.

Coulomb er enheten for statisk ladning i målesystemet MKS (meter, kilogram, sekund). Den ble oppkalt etter en annen fransk fysiker, Charles Augustin de Coulomb, som gjorde det meste av sitt arbeid på 1700-tallet. Definisjonen av coulomb er basert på statcoulomb, en ladningsenhet i CGS-systemet (centimeter, gram, sekunder). Dette ble opprinnelig definert som ladningen som trengs av to like ladede partikler atskilt med 1 centimeter for å frastøte hverandre med en kraft på 1 dyne. Du kan utlede coulombs fra statcoulombs, men moderne forskere definerer vanligvis coulombs i form av ampere, ikke omvendt. Definisjonen av 1 coulomb er mengden ladning som bæres i ett sekund med en strøm på 1 ampere. Forskere kjenner tilfeldigvis ladningen til et individuelt elektron, takket være et kjent eksperiment utført tidlig på 1900-tallet.

Den amerikanske fysikeren Robert Millikan gjennomførte oljedråpeforsøket i 1909, og det ga ham Nobelprisen. Han plasserte en ladet dråpe olje mellom to elektrisk ladede plater og justerte spenningen til dråpen ble suspendert i luft. Fordi han kunne beregne tyngdekraften på fallet og kraften til det elektriske feltet, kunne han bestemme ladningen på fallet. Han gjennomførte eksperimentet med en rekke ladninger på slipp og fant ut at ladningen alltid varierte med et multiplum av et bestemt nummer, som han konkluderte med var at en person ble belastet elektron. Det viste seg å være 1,602 × 10^-19 coulombs.

Ett elektron har en ladning på 1,602 × 10^-19 coulombs, slik at du kan finne antall elektroner i en coulomb av ladning ved å ta det inverse av dette tallet. Gjør du regning, finner du:

1 coulomb = 6,242 × 10¹⁸ elektroner

1 ampere er lik 1 coulomb per sekund, noe som betyr:

1 ampere = 6,242 × 10¹⁸ elektroner per sekund

Forholdet avledet ovenfor utgjør en konverteringsfaktor. For å konvertere fra ampere til elektroner per sekund, multipliser denne konverteringsfaktoren med strømstyrken i ampere. For eksempel i en strøm på 15 ampere:

9.363 × 10¹⁹ elektroner flyter per sekund. I en strøm på 7 mA (0,007 ampere), 4,369 × 10¹⁶ elektroner flyter per sekund.