Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Što je Coulomb?
- Eksperiment s kapljicama ulja Millikans
- Broj elektrona u sekundi u jednom amperu
- Pretvaranje iz ampera u elektrone u sekundi
Fizičari pripisuju struju kretanju elektrona, onim sitnim, električno negativnim česticama koje okružuju svaki atom. Jedinica električne struje je amper, nazvan po francuskom fizičaru iz 19. stoljeća André-Marie Ampère. Po definiciji, amper je jednak coulomb u sekundi. Da biste izračunali broj elektrona u jednom amperu, morate znati naboj pojedinačnog elektrona u coulombama. Pokazalo se da je 1.602 × 10-19 coulombs. To su sve informacije koje su vam potrebne za pretvaranje ampera u elektrone u sekundi.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
U jednom amperu struje, 6.242 × 1018 elektroni teku u svakoj sekundi. Pomnožite snagu struje s ovim brojem da biste pronašli broj elektrona koji teku u krugu u sekundi.
Što je Coulomb?
Kulomb je jedinica statičkog naboja u mjernom sustavu MKS (metar, kilogram, sekunda). Ime je dobio po drugom francuskom fizičaru, Charlesu Augustinu de Coulombu, koji je većinu svog posla radio u 18. stoljeću. Definicija coulomb-a temelji se na statcoulomb-u, jedinici naboja u CGS (centimetrima, gramima, sekundama) sustavu. To je izvorno definirano kao naboj potreban za dvije jednako nabijene čestice razdvojene po centimetar kako bi se odgurnule jedna s drugom s silom. Možete dobiti crvene kulome iz statkuloma, ali suvremeni znanstvenici obično definiraju kulome u smislu ampera, a ne obrnuto. Definicija 1 coulomb je količina naboja koju u jednoj sekundi nosi struja od 1 ampera. Znanstvenici slučajno znaju naboj pojedinog elektrona zahvaljujući slavnom eksperimentu provedenom početkom 20. stoljeća.
Eksperiment s kapljicama ulja Millikans
Američki fizičar Robert Millikan proveo je eksperiment s kapanjem ulja 1909. godine i to mu je donijelo Nobelovu nagradu. Stavio je napunjenu kap ulja između dvije električno nabijene ploče i prilagodio napon sve dok kap nije suspendiran u zraku. Budući da je mogao izračunati silu gravitacije na pad i silu električnog polja, mogao je odrediti naboj na padu. Vodio je eksperiment s raznim nabojima na kapi i ustanovio da je naboj uvijek varirao množinom određenog broja, za što je zaključio da je naboj na pojedinačnom elektronu. Pokazalo se da je 1.602 × 10-19 coulombs.
Broj elektrona u sekundi u jednom amperu
Jedan elektron ima naboj 1.602 × 10-19 coulombi, tako da možete naći broj elektrona u 1 coulomb naboja uzimanjem obrnuto od ovog broja. Ako radite aritmetiku, naći ćete:
1 coulomb = 6.242 × 1018 elektroni
1 amper jednak je 1 coulomb u sekundi, što znači:
1 amper = 6.242 × 1018 elektrona u sekundi
Pretvaranje iz ampera u elektrone u sekundi
Gore navedeni odnos čini faktor konverzije. Za pretvaranje iz ampera u elektrone u sekundi pomnožite taj faktor pretvorbe s trenutnom jakošću u amperama. Na primjer, u struji od 15 ampera, 15 × (6.242 × 1018) = 9.363 × 1019 elektroni teku u sekundi. U struji od 7 mA (0,007 ampera), 4,336 × 1016 elektroni teku u sekundi.