Kuidas saame arvutada, mitu elektronit sekundis läbib voolujoont ringkonnas?

Voolu vedelikus elektronide arv sekundis saab arvutada teadaoleva voolu väärtuse põhjal. Vool mõõdetakse amperites (Ampere, A), mis on defineeritud kui 1 kulon (C) laeng, mis läbib vedeliku ristlõike sekundis. Teame, et 1 kuloni laeng võrdub umbes 6,242 x 10^18 elektronniga.

Arvutusvalem

• Vool (I) : Vool mõõdetakse amperites (A) ja tähistab laengu hulka, mis läbib vedeliku ristlõiku ühiku ajaga.

• Elektronide arv (N) : Elektronide arv sekundis, mis läbib vedeliku osa.

Valem on järgmine:

• N= (I x t) /qe

• I on vool (ühik: ampere, A)

• t on aeg (sekundites, s), ja selles arvutuses t=1 sekund

• qe on ühe elektroni laeng (ühik: kulon, C), qe≈1,602×10−19 kulonit

Lihtsustatud valem on:

N = I / 1,602 x 10-19

Praktikas ringides rakendamine

• Voolu mõõtmine: Esiteks peate kasutama Ammetrit, et mõõta ringi voolu väärtust.

• Aja määramine: Selles näites seab aeg t=1 sekund, kuid kui meil on vaja arvutada elektronide arvu muudes perioodides, peame vastavalt kohandama aja väärtust.

• Elektronide arvu arvutamine: Mõõdetud voolu väärtus asendatakse ülalmainitud valemi, et arvutada elektronide arv sekundis, mis läbib vedeliku osa.

Praktiline rakendamise näide

Eeldame, et meil on vaja arvutada tegeliku ringi elektronide arvu, kus vool on 2 amperit (I = 2 A), siis:

N=2/1,602×10⁻¹⁹≈1,248×10¹⁹

See tähendab, et 2 amperi vooluga läbib vedeliku igasse sekundi umbes 1,248 × 10^19 elektroni.

Pange tähele järgmist

• Täpsus: Tegelikus mõõtmises võivad esineda vead, seega võib arvutatud tulemus vähegi erineda teoreetilisest väärtusest.

• Temperatuur ja materjal: Erinevused temperatuuri ja vedeliku materjali kaasa toovad kaasa ka voolu juhtimise efektiivsuse muutused, mis omakorda mõjutavad arvutustulemusi.

• Mitmed elektronide ströömid: tegelikus ringis võivad olla samal ajal mitmed elektronide ströömid, seega tuleb ka need tegurid arvestada kokkuhoiudel.

Ülalmainitud valemi ja sammude abil saate arvutada elektronide arvu sekundis, mis läbib ringi teatud osa. See on oluline, et mõista voolu tugevat ja elektronide voogu ringides.