Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Какво е кулон?
- Експеримент за капка масло Millikans
- Броят на електроните в секунда в ампер
- Преобразуване от ампери в електрони в секунда
Физиците приписват електричеството на движението на електроните, онези мънички, електрически отрицателни частици, които обграждат всеки атом. Единицата на електрическия ток е ампера, кръстен на френския физик от 19-ти век Андре-Мари Ампер. По дефиниция, ампер е равен на един кулон в секунда. За да изчислите броя на електроните в един ампер, трябва да знаете заряда на отделен електрон в куломи. Това се оказва 1.602 × 10-19 кулони. Това е цялата информация, която ви е необходима, за да преобразувате усилватели в електрони в секунда.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
В един ампер ток, 6.242 × 1018 електрони текат всяка секунда. Умножете силата на тока с това число, за да намерите броя на електроните, протичащи във веригата в секунда.
Какво е кулон?
Кулонът е единица за статичен заряд в измервателната система MKS (метър, килограм, секунда). Тя е кръстена на друг френски физик, Шарл Августин де Кулом, който върши по-голямата част от работата си през 18 век. Дефиницията на кулона се основава на statcoulomb, единица заряд в системата CGS (сантиметри, грамове, секунди). Първоначално това беше определено като заряд, необходим на две еднакво заредени частици, разделени на 1 сантиметър, за да се отблъснат една друга със сила от 1 дюн. Можете да извлечете куломи от статикуломи, но съвременните учени обикновено определят куломите по отношение на ампери, а не обратното. Определението за 1 кулон е количеството заряд, пренесено в една секунда от ток от 1 ампер. Учените обаче знаят заряда на отделен електрон, въпреки че благодарение на известен експеримент, проведен в началото на 20 век.
Експеримент за капка масло Millikans
Американският физик Робърт Миликан проведе експеримента с капки масло през 1909 г. и това му спечели Нобеловата награда. Той постави заредена капка масло между две електрически заредени плочи и регулира напрежението, докато капката не бъде суспендирана във въздуха. Тъй като той можеше да изчисли силата на гравитацията върху пада и силата на електрическото поле, той можеше да определи заряда върху капката. Той проведе експеримента с различни заряди на капката и откри, че зарядът винаги варира от кратно на определено число, което той заключи, че е зарядът на отделен електрон. Оказа се 1.602 × 10-19 кулони.
Броят на електроните в секунда в ампер
Един електрон има заряд 1.602 × 10-19 куломи, така че можете да намерите броя на електроните в 1 кулон заряд, като вземете обратното на това число. Правейки аритметиката, намирате:
1 кулон = 6.242 × 1018 електрони
1 ампер е равен на 1 кулон в секунда, което означава:
1 ампер = 6.242 × 1018 електрони в секунда
Преобразуване от ампери в електрони в секунда
Съотношението, получено по-горе, представлява конверсионен фактор. За да преобразувате от ампери в електрони в секунда, умножете този коефициент на преобразуване по силата на тока в ампери. Например при ток от 15 ампера 15 × (6.242 × 1018) = 9.363 × 1019 в секунда текат електрони. При ток от 7 mA (0,007 ампера), 4 369 × 1016 в секунда текат електрони.