Fysiker tillskriver elektricitet rörelsen av elektroner, de små, elektriskt negativa partiklarna som omger varje atom. Enheten för elektrisk ström är ampere, uppkallad efter den franska fysikern André-Marie Ampère från 1800-talet. Per definition är en ampere lika med en coulomb per sekund. För att beräkna antalet elektroner i en ampere måste du därför känna till laddningen för en enskild elektron i coulomb. Det visar sig vara 1,602 × 10-19 coulombs. Det är all information du behöver för att konvertera förstärkare till elektroner per sekund.
TL; DR (för lång; Läste inte)
I en ampere ström, 6.242 × 1018 elektroner flyter varje sekund. Multiplicera strömstyrkan med detta nummer för att hitta antalet elektroner som flyter i kretsen per sekund.
Vad är en Coulomb?
Coulomb är enheten för statisk laddning i MKS-mätningssystemet (meter, kilogram, sekund). Det namngavs efter en annan fransk fysiker, Charles Augustin de Coulomb, som gjorde det mesta av sitt arbete på 1700-talet. Definitionen av coulomb baseras på statcoulomb, en laddningsenhet i CGS-systemet (centimeter, gram, sekunder). Detta definierades ursprungligen som den laddning som behövs av två lika laddade partiklar åtskilda med 1 centimeter för att stöta ut varandra med en kraft av 1 dyne. Du kan härleda coulomb från statcoulombs, men samtida forskare definierar vanligtvis coulombs i termer av ampere, inte tvärtom. Definitionen av 1 coulomb är mängden laddning som transporteras på en sekund av en ström av 1 ampere. Forskare känner faktiskt laddningen för en enskild elektron, dock tack vare ett berömt experiment som genomfördes i början av 1900-talet.
Millikan's Oil Drop Experiment
Den amerikanska fysikern Robert Millikan genomförde oljedroppsexperimentet 1909 och det gav honom Nobelpriset. Han placerade en laddad oljedroppe mellan två elektriskt laddade plattor och justerade spänningen tills droppen upphängdes i luft. Eftersom han kunde beräkna tyngdkraften på droppen och kraften i det elektriska fältet kunde han bestämma laddningen på droppen. Han genomförde experimentet med en mängd olika laddningar på droppen och fann att avgiften alltid varierade med en multipel av ett visst nummer, vilket han drog slutsatsen att det var en individ elektron. Det visade sig vara 1,602 × 10-19 coulombs.
Antalet elektroner per sekund i en ampere
En elektron har en laddning på 1,602 × 10-19 så att du kan hitta antalet elektroner i en laddningskulom genom att ta det inversa av detta nummer. Gör aritmetiken, hittar du:
1 coulomb = 6,242 × 1018 elektroner
1 ampere är lika med 1 coulomb per sekund, vilket betyder:
1 ampere = 6,242 × 1018 elektroner per sekund
Konvertera från ampere till elektroner per sekund
Relationen härledd ovan utgör en omvandlingsfaktor. För att konvertera från ampere till elektroner per sekund, multiplicera omvandlingsfaktorn med strömstyrkan i ampere. Till exempel i en ström på 15 ampere:
15 \ gånger (6.242 \ gånger 10 ^ {18}) = 9.363 \ gånger 10 ^ {19}
9.363 × 1019 elektroner flyter per sekund. I en ström av 7 mA (0,007 ampere), 4,369 × 1016 elektroner flyter per sekund.
