Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Что такое кулон?
- Millikans Эксперимент по капле нефти
- Количество электронов в секунду в амперах
- Преобразование из ампер в электроны в секунду
Физики приписывают электричество движению электронов, тех крошечных, электрически отрицательных частиц, которые окружают каждый атом. Единицей электрического тока является ампер, названный в честь французского физика XIX века Андре-Мари Ампера. По определению, ампера равна одному кулону в секунду. Чтобы рассчитать количество электронов в одном ампере, вам нужно знать заряд отдельного электрона в кулонах. Это оказывается 1.602 × 10-19 кулоны. Вот и вся информация, необходимая для преобразования ампер в электроны в секунду.
TL; DR (слишком долго; не читал)
В одном ампер тока, 6,242 × 1018 электроны текут каждую секунду. Умножьте силу тока на это число, чтобы найти число электронов, протекающих в цепи в секунду.
Что такое кулон?
Кулон - это единица статического заряда в измерительной системе MKS (метр, килограмм, секунда). Он был назван в честь другого французского физика Шарля Августина де Кулона, который выполнял большую часть своей работы в 18 веке. Определение кулона основано на statcoulomb, единице заряда в системе CGS (сантиметры, граммы, секунды). Первоначально он был определен как заряд, необходимый двум одинаково заряженным частицам, разделенным на 1 сантиметр, чтобы отталкивать друг друга с силой 1 дина. Вы можете получить кулоны из статкуломбов, но современные ученые обычно определяют кулоны в амперах, а не наоборот. Определение 1 кулона - это количество заряда, передаваемого за одну секунду током в 1 ампер. Ученые, правда, знают заряд отдельного электрона, благодаря известному эксперименту, проведенному в начале 20-го века.
Millikans Эксперимент по капле нефти
Американский физик Роберт Милликен провел эксперимент по падению нефти в 1909 году, и он получил Нобелевскую премию. Он поместил заряженную каплю масла между двумя электрически заряженными пластинами и регулировал напряжение, пока капля не была подвешена на воздухе. Поскольку он мог рассчитать силу тяжести на капле и силу электрического поля, он мог определить заряд на капле. Он провел эксперимент с различными зарядами на капле и обнаружил, что заряд всегда изменялся кратным определенному числу, которое, как он заключил, было зарядом на отдельном электроне. Оказалось, 1.602 × 10-19 кулоны.
Количество электронов в секунду в амперах
Один электрон имеет заряд 1.602 × 10-19 кулонов, так что вы можете найти число электронов в 1 кулоне заряда, взяв обратное число. Делая арифметику, вы находите:
1 кулон = 6,242 × 1018 электроны
1 ампер равен 1 кулону в секунду, что означает:
1 ампер = 6,242 × 1018 электронов в секунду
Преобразование из ампер в электроны в секунду
Вышеуказанные отношения составляют коэффициент пересчета. Чтобы преобразовать ампер в электрон в секунду, умножьте этот коэффициент преобразования на силу тока в амперах. Например, при токе 15 А, 15 × (6,242 × 1018) = 9.363 × 1019 электроны текут в секунду. При токе 7 мА (0,007 А), 4,369 × 1016 электроны текут в секунду.