Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Kaj je Coulomb?
- Preizkus o kapljicah olja Millikans
- Število elektronov na sekundo v amperu
- Pretvarjanje iz amperov v elektrone na sekundo
Fiziki pripisujejo elektriko gibanju elektronov, tistim drobnim, električno negativnim delcem, ki obkrožijo vsak atom. Enota električnega toka je amper, imenovan po francoskem fiziku iz 19. stoletja André-Marie Ampère. Amper je po definiciji enak enemu kulonu na sekundo. Za izračun števila elektronov v enem amperu morate torej poznati naboj posameznega elektrona v klomih. Izkazalo se je, da je 1.602 × 10-19 coulombi. To so vse informacije, ki jih potrebujete za pretvorbo ojačevalcev v elektrone na sekundo.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
V enem amperu toka, 6.242 × 1018 elektroni tečejo vsako sekundo. Pomnožite jakost toka s to številko, da bi našli število elektronov, ki v tokokrogu tečejo v tokokrogu.
Kaj je Coulomb?
Kulomb je enota statičnega naboja v merilnem sistemu MKS (meter, kilogram, sekunda). Ime je dobila po drugem francoskem fiziku, Charlesu Augustinu de Coulombu, ki je večino svojega dela opravil v 18. stoletju. Opredelitev coulomb temelji na statcoulomb, enoti naboja v sistemu CGS (centimetri, grami, sekunde). To je bilo prvotno opredeljeno kot naboj, ki ga potrebujeta dva enako nabita delca, ločena za 1 centimeter, da se odbijata drug z drugim s silo. Klomobe lahko izpeljete iz statkulomov, vendar sodobni znanstveniki običajno določajo klomobe v smislu amperov, ne obratno. Opredelitev 1 kulona je količina naboja, ki jo v eni sekundi nosi tok 1 ampera. Znanstveniki resnično poznajo naboj posameznega elektrona, čeprav s pomočjo znamenitega eksperimenta, ki je bil izveden v začetku 20. stoletja.
Preizkus o kapljicah olja Millikans
Ameriški fizik Robert Millikan je leta 1909 izvedel poskus kapljic olja in si to prislužil Nobelovo nagrado. Med dve električno napolnjeni plošči je napolnil kapljico olja in nastavil napetost, dokler kapljica ni bila suspendirana na zraku. Ker je lahko izračunal silo gravitacije na padec in silo električnega polja, je lahko določil naboj na kapljici. Izvedel je eksperiment z različnimi naboji na kapljici in ugotovil, da se naboj vedno spreminja z večkratnikom določenega števila, za katerega je sklenil, da je naboj na posameznem elektronu. Izkazalo se je 1.602 × 10-19 kalomi.
Število elektronov na sekundo v amperu
En elektron ima naboj 1,660 × 10-19 coulombi, tako da lahko v enem naboju naboja najdete število elektronov, če vzamete obratno to število. Če izvajate aritmetiko, ugotovite:
1 coulomb = 6.242 × 1018 elektronov
1 amper je enak 1 coulomb na sekundo, kar pomeni:
1 amper = 6.242 × 1018 elektronov na sekundo
Pretvarjanje iz amperov v elektrone na sekundo
Zgoraj navedeni odnos predstavlja konverzijski faktor. Če želite pretvoriti iz amperov v elektrone na sekundo, pomnožite ta pretvorbeni faktor s trenutno jakostjo v amperih. Na primer pri toku 15 amperov 15 × (6.242 × 10)18) = 9.363 × 1019 elektroni tečejo na sekundo. V toku 7 mA (0,007 amperov) 4,336 × 1016 elektroni tečejo na sekundo.