Fizicienii atribuie electricitate mișcării electronilor, acele mici particule negative din punct de vedere electric care înconjoară fiecare atom. Unitatea curentului electric este amperul, numit după fizicianul francez din secolul al XIX-lea André-Marie Ampère. Prin definiție, un amper este egal cu un coulomb pe secundă. Pentru a calcula numărul de electroni dintr-un singur amper, trebuie deci să cunoașteți sarcina unui electron individual în coulombi. Se dovedește a fi 1,602 × 10-19 culombi. Acestea sunt toate informațiile de care aveți nevoie pentru a converti amplificatorii în electroni pe secundă.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Într-un amper de curent, 6.242 × 1018 electronii curg în fiecare secundă. Înmulțiți puterea curentului cu acest număr pentru a găsi numărul de electroni care curg în circuit pe secundă.
Ce este un Coulomb?
Coulombul este unitatea de încărcare statică din sistemul de măsurare MKS (metru, kilogram, al doilea). A fost numit după un alt fizician francez, Charles Augustin de Coulomb, care și-a făcut cea mai mare parte a lucrărilor în secolul al XVIII-lea. Definiția coulombului se bazează pe statcoulomb, o unitate de încărcare din sistemul CGS (centimetri, grame, secunde). Aceasta a fost inițial definită ca sarcina necesară a două particule încărcate în mod egal separate de 1 centimetru pentru a se respinge reciproc cu o forță de 1 dina. Puteți obține coulombi din statcoulombs, dar oamenii de știință contemporani definesc de obicei coulombii în termeni de amperi, nu invers. Definiția 1 coulomb este cantitatea de încărcare purtată într-o secundă de un curent de 1 amper. Oamenii de știință se întâmplă să cunoască sarcina unui electron individual, totuși, datorită unui experiment celebru efectuat la începutul secolului al XX-lea.
Experimentul picăturii de ulei de la Millikan
Fizicianul american Robert Millikan a efectuat experimentul picăturii de petrol în 1909 și i-a adus premiul Nobel. El a plasat o picătură încărcată de ulei între două plăci încărcate electric și a reglat tensiunea până când picătura a fost suspendată în aer. Deoarece putea calcula forța de greutate pe picătură și forța câmpului electric, el putea determina sarcina pe picătură. El a condus experimentul cu o varietate de încărcări pe cădere și a constatat că încărcarea este întotdeauna a variat cu un multiplu al unui anumit număr, despre care a concluzionat că este acuzația asupra unui individ electron. S-a dovedit a fi 1,602 × 10-19 culombi.
Numărul de electroni pe secundă într-un ampere
Un electron are o încărcare de 1.602 × 10-19 coulombi, deci puteți găsi numărul de electroni din 1 coulomb de sarcină luând inversul acestui număr. Făcând aritmetica, veți găsi:
1 coulomb = 6.242 × 1018 electroni
1 amper este egal cu 1 coulomb pe secundă, ceea ce înseamnă:
1 amper = 6.242 × 1018 electroni pe secundă
Conversia de la amperi la electroni pe secundă
Relația derivată mai sus constituie un factor de conversie. Pentru a converti de la amperi la electroni pe secundă, înmulțiți acel factor de conversie cu puterea curentă în amperi. De exemplu, într-un curent de 15 amperi:
15 \ ori (6,242 \ ori 10 ^ {18}) = 9,363 \ ori 10 ^ {19}
9.363 × 1019 electronii curg pe secundă. Într-un curent de 7 mA (0,007 amperi), 4,369 × 1016 electronii curg pe secundă.