हम किस प्रकार एक सर्किट में तार के माध्यम से प्रति सेकंड बहने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना कर सकते हैं
सर्किट में तार के माध्यम से प्रति सेकंड बहने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या ज्ञात धारा मान से गणना की जा सकती है। धारा एम्पियर (Ampere, A) में मापी जाती है, जिसे प्रति सेकंड तार के अनुप्रस्थ काट में 1 कूलॉम (C) आवेश के प्रवाह के रूप में परिभाषित किया गया है। हम जानते हैं कि 1 कूलॉम का आवेश लगभग 6.242 x 10^18 इलेक्ट्रॉनों के बराबर होता है।
गणना सूत्र
धारा (I) : धारा एम्पियर (A) में मापी जाती है और यह प्रति इकाई समय में तार के अनुप्रस्थ काट में गुजरने वाले आवेश की मात्रा को दर्शाती है।
इलेक्ट्रॉनों की संख्या (N) : प्रति सेकंड तार के एक खंड में बहने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या।
सूत्र निम्नलिखित है:
N= (I x t) /qe
I धारा है (इकाई: एम्पियर, A)
t समय है (सेकंड में, s), और इस गणना में t=1 सेकंड
qe एक एकल इलेक्ट्रॉन का आवेश है (इकाई: कूलॉम, C), qe≈1.602×10−19 कूलॉम
सरलीकृत सूत्र निम्नलिखित है:
N = I / 1.602 x 10-19
व्यावहारिक परिपथों में अनुप्रयोग
धारा मापन: सबसे पहले, आपको सर्किट में धारा का मान मापने के लिए एक एमीटर का उपयोग करना होगा।
समय निर्धारित करें: इस उदाहरण में, हम समय t=1 सेकंड निर्धारित करते हैं, लेकिन अगर हमें अन्य समय अवधियों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या गिननी हो, तो हमें समय मान को उसके अनुसार समायोजित करना होगा।
इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना करें: मापी गई धारा मान को ऊपर दिए गए सूत्र में प्रतिस्थापित करके तार के एक खंड में प्रति सेकंड बहने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना की जाती है।
व्यावहारिक अनुप्रयोग का उदाहरण
मान लीजिए कि हमें वास्तविक सर्किट में 2 एम्पियर (I = 2 A) की धारा के साथ इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना करनी है, तो:
N=2/1.602×10−19≈1.248×1019
यह इसका अर्थ है कि 2 एम्पियर की धारा पर, प्रति सेकंड लगभग 1.248 × 10^19 इलेक्ट्रॉन तार के माध्यम से बह रहे हैं।
ध्यान देने योग्य मामले
सटीकता: वास्तविक माप में त्रुटियाँ हो सकती हैं, इसलिए गणना किए गए परिणाम थ्योरिटिकल मान से थोड़ा अलग हो सकते हैं।
तापमान और सामग्री: तापमान और तार की सामग्री में अंतर धारा की चालक दक्षता पर प्रभाव डालता है, जो गणना के परिणामों पर प्रभाव डालता है।
एकाधिक इलेक्ट्रॉन प्रवाह: वास्तविक सर्किट में एक ही समय में एकाधिक इलेक्ट्रॉन प्रवाह हो सकते हैं, इसलिए कुल इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना में इन गुणों को भी ध्यान में रखना चाहिए।
उपरोक्त सूत्र और चरणों के माध्यम से, आप सर्किट में तार के एक खंड में प्रति सेकंड बहने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या की गणना कर सकते हैं। यह सर्किटों में धारा की ताकत और इलेक्ट्रॉन प्रवाह को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।
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