Πώς να μετατρέψετε τους ενισχυτές σε ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο

Περιεχόμενο

• TL · DR (Πολύ μακρύ;
• Τι είναι ένα Coulomb;
• Πείραμα πτώσης πετρελαίου Millikans
• Ο αριθμός των ηλεκτρονίων ανά δευτερόλεπτο σε ένα Αμπέρ
• Μετατροπή από τους Αμπερούς σε Ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο

Οι φυσικοί αποδίδουν ηλεκτρική ενέργεια στην κίνηση των ηλεκτρονίων, εκείνα τα μικροσκοπικά, ηλεκτρικά αρνητικά σωματίδια που περικλείουν κάθε άτομο. Η μονάδα ηλεκτρικού ρεύματος είναι το άσπρο, το οποίο ονομάστηκε από τον γάλλο φυσικό του 19ου αιώνα André-Marie Ampère. Εξ ορισμού, ένας αμπέρ είναι ίσος με ένα coulomb ανά δευτερόλεπτο. Για να υπολογίσετε τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε ένα αμπέρ, πρέπει να γνωρίζετε τη φόρτιση ενός μεμονωμένου ηλεκτρονίου σε coulombs. Αυτό αποδεικνύεται ότι είναι 1.602 × 10^-19 coulombs. Αυτές είναι όλες οι πληροφορίες που χρειάζεστε για να μετατρέψετε τους ενισχυτές σε ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο.

TL · DR (Πολύ μακρύ;

Σε έναν αμπέρ ρεύματος, 6.242 × 10¹⁸ τα ηλεκτρόνια ρέουν κάθε δευτερόλεπτο. Πολλαπλασιάστε τη δύναμη του ρεύματος με αυτόν τον αριθμό για να βρείτε τον αριθμό των ηλεκτρονίων που ρέουν στο κύκλωμα ανά δευτερόλεπτο.

Τι είναι ένα Coulomb;

Το coulomb είναι η μονάδα στατικής φόρτισης στο σύστημα μέτρησης MKS (μετρητής, χιλιόγραμμο, δεύτερο). Ονομάστηκε από έναν άλλο Γάλλο φυσικό, τον Charles Augustin de Coulomb, ο οποίος έκανε το μεγαλύτερο μέρος του έργου του τον 18ο αιώνα. Ο ορισμός του coulomb βασίζεται στο statcoulomb, μια μονάδα φόρτισης στο σύστημα CGS (centimeters, grams, seconds). Αυτό αρχικά ορίστηκε ως το φορτίο που απαιτείται από δύο εξίσου φορτισμένα σωματίδια διαχωρισμένα κατά 1 εκατοστόμετρο ώστε να απωθούνται μεταξύ τους με δύναμη 1 dyne. Μπορείτε να αντλήσετε coulombs από statcoulombs, αλλά οι σύγχρονοι επιστήμονες συνήθως καθορίζουν coulombs από την άποψη των αμπέρ, και όχι το αντίστροφο. Ο ορισμός του 1 coulomb είναι η ποσότητα φορτίου που μεταφέρεται σε ένα δευτερόλεπτο από ένα ρεύμα 1 αμπέρ. Ωστόσο, οι επιστήμονες γνωρίζουν την κατηγορία ενός ηλεκτρονίου, χάρη σε ένα διάσημο πείραμα που έγινε στις αρχές του 20ού αιώνα.

Πείραμα πτώσης πετρελαίου Millikans

Ο Αμερικανός φυσικός Robert Millikan πραγματοποίησε το πείραμα πτώσης πετρελαίου το 1909 και του απέκτησε το βραβείο Νόμπελ. Τοποθετούσε μια φορτισμένη σταγόνα λαδιού ανάμεσα σε δύο ηλεκτρικά φορτισμένες πλάκες και ρύθμισε την τάση έως ότου η σταγόνα αιωρήθηκε στον αέρα. Επειδή μπορούσε να υπολογίσει τη δύναμη της βαρύτητας στην πτώση και τη δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου, θα μπορούσε να καθορίσει το φορτίο στην πτώση. Ο ίδιος διεξήγαγε το πείραμα με διάφορες χρεώσεις στην πτώση και διαπίστωσε ότι το φορτίο πάντα μεταβαλλόταν με ένα πολλαπλάσιο ενός συγκεκριμένου αριθμού, το οποίο κατέληξε ότι ήταν το φορτίο σε ένα μεμονωμένο ηλεκτρόνιο. Αποδείχθηκε ότι ήταν 1.602 × 10^-19 coulombs.

Ο αριθμός των ηλεκτρονίων ανά δευτερόλεπτο σε ένα Αμπέρ

Ένα ηλεκτρόνιο έχει ένα φορτίο 1.602 × 10^-19 coulombs, έτσι μπορείτε να βρείτε τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε 1 coulomb της επιβάρυνσης λαμβάνοντας το αντίστροφο αυτού του αριθμού. Κάνοντας την αριθμητική, βρίσκετε:

1 coulomb = 6.242 × 10¹⁸ ηλεκτρόνια

1 αμπέρ ισούται με 1 coulomb ανά δευτερόλεπτο, πράγμα που σημαίνει:

1 αμπέρ = 6.242 × 10¹⁸ ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο

Μετατροπή από τους Αμπερούς σε Ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο

Η σχέση που προέκυψε ανωτέρω αποτελεί συντελεστή μετατροπής. Για να μετατρέψετε από αμπέρ σε ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο, πολλαπλασιάστε τον συντελεστή μετατροπής με την ισχύ του ρεύματος σε αμπέρ. Για παράδειγμα, σε ρεύμα 15 αμπέρ, 15 × (6.242 × 10¹⁸) = 9.363 × 10¹⁹ τα ηλεκτρόνια ρέουν ανά δευτερόλεπτο. Σε ρεύμα 7 mA (0.007 αμπέρ), 4.369 × 10¹⁶ τα ηλεκτρόνια ρέουν ανά δευτερόλεπτο.