Como podemos calcular o número de eléctrons por segundo que fluen a través dun cable nun circuito

O número de eléctrons por segundo que fluen a través dun fío nun circuito pode calcularse a partir dun valor de corrente coñecido. A corrente mídese en amperios (Ampere, A), definidos como 1 Coulomb (C) de carga que flúe a través dunha sección transversal dun fío por segundo. Sabemos que a carga de 1 coulomb é igual a aproximadamente 6,242 x 10^18 eléctrons.

Fórmula de cálculo

• Corrente (I) : A corrente mídese en amperios (A) e representa a cantidade de carga que pasa a través dunha sección transversal dun fío por unidade de tempo.

• Número de eléctrons (N) : O número de eléctrons por segundo que fluen a través dunha sección dun fío.

A fórmula é a seguinte:

• N= (I x t) /qe

• I é a corrente (unidade: ampere, A)

• t é o tempo (en segundos, s), e neste cálculo t=1 segundo

• qe é a carga dun único electrón (unidade: coulomb, C), qe≈1,602×10−19 coulomb

A fórmula simplificada é:

N = I / 1,602 x 10-19

Aplicación a circuitos prácticos

• Medida da corrente: En primeiro lugar, é necesario usar un amperímetro para medir o valor da corrente no circuito.

• Determinar o tempo: Neste exemplo, establecemos o tempo t=1 segundo, pero se precisamos contar o número de eléctrons en outros períodos de tempo, necesitaremos axustar o valor do tempo en consecuencia.

• Calcular o número de eléctrons: O valor da corrente medida substitúese na fórmula anterior para calcular o número de eléctrons por segundo que fluen a través dunha sección do fío.

Exemplo de aplicación práctica

Supoñamos que necesitamos calcular o número de eléctrons nun circuito real con unha corrente de 2 amperios (I = 2 A), entón:

N=2/1,602×10⁻¹⁹≈1,248×10¹⁹

Isto significa que a unha corrente de 2 amperios, aproximadamente 1,248 × 10^19 eléctrons están fluindo a través do fío cada segundo.

Asuntos que requiren atención

• Precisión: Pode haber erros na medida real, polo que o resultado calculado pode ser ligeramente diferente do valor teórico.

• Temperatura e material: As diferenzas de temperatura e material do fío tamén afectan a eficiencia de condución da corrente, o que, por seu turno, afecta aos resultados do cálculo.

• Múltiples fluxos de eléctrons: pode haber múltiples fluxos de eléctrons no circuito real ao mesmo tempo, polo que o número total de eléctrons tamén debe ter en conta estes factores.

A través da fórmula e pasos anteriores, pódese calcular o número de eléctrons por segundo que fluen a través dunha certa sección do fío no circuito. Isto é importante para entender a forza da corrente e o fluxo de eléctrons nos circuitos.