นักฟิสิกส์ถือว่าไฟฟ้ามาจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นอนุภาคขนาดเล็กที่เป็นลบทางไฟฟ้าที่ล้อมรอบทุกอะตอม หน่วยของกระแสไฟฟ้าคือแอมแปร์ ซึ่งตั้งชื่อตาม André-Marie Ampère นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสในศตวรรษที่ 19 ตามคำจำกัดความ แอมแปร์มีค่าเท่ากับหนึ่งคูลอมบ์ต่อวินาที ในการคำนวณจำนวนอิเล็กตรอนในหนึ่งแอมแปร์ คุณจำเป็นต้องทราบประจุของอิเล็กตรอนแต่ละตัวในคูลอมบ์ นั่นกลายเป็น 1.602 × 10-19 คูลอมบ์ นั่นคือข้อมูลทั้งหมดที่คุณต้องใช้ในการแปลงแอมป์เป็นอิเล็กตรอนต่อวินาที
ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)
ในหนึ่งแอมแปร์ของกระแส 6.242 × 1018 อิเล็กตรอนไหลทุกวินาที คูณความแรงของกระแสด้วยตัวเลขนี้เพื่อหาจำนวนอิเล็กตรอนที่ไหลในวงจรต่อวินาที
คูลอมบ์คืออะไร?
คูลอมบ์คือหน่วยของประจุไฟฟ้าสถิตในระบบการวัด MKS (เมตร กิโลกรัม วินาที) ได้รับการตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสอีกคนหนึ่งคือ Charles Augustin de Coulomb ซึ่งทำงานส่วนใหญ่ของเขาในศตวรรษที่ 18 คำจำกัดความของคูลอมบ์ขึ้นอยู่กับสแตตคูลอมบ์ ซึ่งเป็นหน่วยของประจุในระบบ CGS (เซนติเมตร กรัม วินาที) เดิมถูกกำหนดให้เป็นประจุที่ต้องการโดยอนุภาคที่มีประจุเท่ากันสองตัวคั่นด้วย 1 เซนติเมตรเพื่อขับไล่กันด้วยแรง 1 ไดน์ คุณสามารถหาคูลอมบ์จากสแตตคูลอมบ์ได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ร่วมสมัยมักจะกำหนดคูลอมบ์ในแง่ของแอมแปร์ ไม่ใช่ในทางกลับกัน คำจำกัดความของ 1 คูลอมบ์คือปริมาณประจุที่บรรทุกในหนึ่งวินาทีโดยกระแส 1 แอมแปร์ นักวิทยาศาสตร์รู้จักประจุของอิเล็กตรอนแต่ละตัว ต้องขอบคุณการทดลองที่มีชื่อเสียงซึ่งดำเนินการในช่วงต้นศตวรรษที่ 20
การทดลองหยดน้ำมันของมิลลิแกน
นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน Robert Millikan ทำการทดลองหยดน้ำมันในปี 1909 และทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบล เขาวางน้ำมันที่มีประจุไว้ระหว่างแผ่นที่มีประจุไฟฟ้าสองแผ่นและปรับแรงดันไฟฟ้าจนกระทั่งหยดถูกระงับในอากาศ เพราะเขาสามารถคำนวณแรงโน้มถ่วงบนหยดและแรงของสนามไฟฟ้า เขาจึงสามารถกำหนดประจุที่ตกหล่นได้ เขาทำการทดลองด้วยประจุต่างๆ ที่ตกหล่น และพบว่ามีประจุอยู่เสมอ หลากหลายตามจำนวนเฉพาะ ซึ่งเขาสรุปได้ว่าเป็นข้อกล่าวหาของปัจเจก อิเล็กตรอน. กลายเป็น 1.602 × 10-19 คูลอมบ์
จำนวนอิเล็กตรอนต่อวินาทีในแอมแปร์
อิเล็กตรอนหนึ่งตัวมีประจุ 1.602 × 10-19 คูลอมบ์ คุณจึงสามารถหาจำนวนอิเล็กตรอนใน 1 คูลอมบ์ของประจุได้โดยหาค่าผกผันของตัวเลขนี้ การทำเลขคณิตคุณจะพบ:
1 คูลอมบ์ = 6.242 × 1018 อิเล็กตรอน
1 แอมแปร์ เท่ากับ 1 คูลอมบ์ต่อวินาที ซึ่งหมายความว่า:
1 แอมแปร์ = 6.242 × 1018 อิเล็กตรอนต่อวินาที
การแปลงจากแอมแปร์เป็นอิเล็กตรอนต่อวินาที
ความสัมพันธ์ที่ได้รับข้างต้นถือเป็นปัจจัยการแปลง หากต้องการแปลงจากแอมแปร์เป็นอิเล็กตรอนต่อวินาที ให้คูณปัจจัยการแปลงนั้นด้วยค่าแอมแปร์ในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่นในกระแส 15 แอมป์:
15\ครั้ง (6.242\ครั้ง 10^{18})=9.363\ครั้ง 10^{19}
9.363 × 1019 อิเล็กตรอนไหลต่อวินาที ในกระแสไฟ 7 mA (0.007 แอมป์), 4.369 × 1016 อิเล็กตรอนไหลต่อวินาที