Физики приписывают электричество движению электронов, тех крошечных электрически отрицательных частиц, которые окружают каждый атом. Единицей измерения электрического тока является ампер, названный в честь французского физика XIX века Андре-Мари Ампера. По определению, ампер равен одному кулону в секунду. Следовательно, чтобы рассчитать количество электронов в одном амперах, вам необходимо знать заряд отдельного электрона в кулонах. Получается 1,602 × 10-19 кулоны. Это вся информация, необходимая для преобразования ампер в электроны в секунду.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
На один ампер тока 6,242 × 1018 электроны текут каждую секунду. Умножьте силу тока на это число, чтобы найти количество электронов, протекающих в цепи в секунду.
Что такое кулон?
Кулон - это единица измерения статического заряда в системе измерения МКС (метр, килограмм, секунда). Он был назван в честь другого французского физика, Шарля Огюстена де Кулона, который проделал большую часть своих работ в 18 веке. Определение кулона основано на статкулоне, единице заряда в системе CGS (сантиметры, граммы, секунды). Первоначально это определялось как заряд, необходимый двум одинаково заряженным частицам, разделенным на 1 сантиметр, чтобы оттолкнуть друг друга с силой в 1 дин. Вы можете получить кулоны из статкулонов, но современные ученые обычно определяют кулоны в амперах, а не наоборот. Определение 1 кулон - это количество заряда, переносимого за одну секунду током в 1 ампер. Ученые все же знают заряд отдельного электрона благодаря знаменитому эксперименту, проведенному в начале 20 века.
Эксперимент Милликена с каплей масла
Американский физик Роберт Милликен провел эксперимент с каплей масла в 1909 году, за что получил Нобелевскую премию. Он поместил заряженную каплю масла между двумя электрически заряженными пластинами и регулировал напряжение до тех пор, пока капля не зависла в воздухе. Поскольку он мог вычислить силу тяжести на капле и силу электрического поля, он мог определить заряд на капле. Он провел эксперимент с различными зарядами на капле и обнаружил, что заряд всегда варьируется на кратное конкретному числу, что, по его заключению, было обвинением с физического лица электрон. Получилось 1,602 × 10-19 кулоны.
Число электронов в секунду в амперах
Один электрон имеет заряд 1,602 × 10-19 кулонов, поэтому вы можете найти количество электронов в 1 кулонах заряда, взяв обратное число. Выполняя арифметику, вы обнаружите:
1 кулон = 6,242 × 1018 электроны
1 ампер равен 1 кулону в секунду, что означает:
1 ампер = 6,242 × 1018 электронов в секунду
Преобразование из ампер в электроны в секунду
Полученная выше взаимосвязь представляет собой коэффициент преобразования. Чтобы преобразовать амперы в электроны в секунду, умножьте этот коэффициент преобразования на силу тока в амперах. Например, при токе 15 ампер:
15 \ times (6.242 \ times 10 ^ {18}) = 9.363 \ times 10 ^ {19}
9.363 × 1019 электроны текут в секунду. При токе 7 мА (0,007 ампер) 4,369 × 1016 электроны текут в секунду.