Kako možemo izračunati broj elektrona koji teku kroz žicu u krugu po sekundi

Broj elektrona koji prođe kroz žicu u krugu po sekundi može se izračunati iz poznate vrijednosti struje. Struja se mjeri u amperima (Ampere, A), definirana kao 1 Kulon (C) naboj koji prođe kroz presjek žice u jednoj sekundi. Znamo da je naboj od 1 kulon jednak otprilike 6,242 x 10^18 elektrona.

Formula za izračun

• Struja (I) : Struja se mjeri u amperima (A) i predstavlja količinu naboja koja prolazi kroz presjek žice po jedinici vremena.

• Broj elektrona (N) : Broj elektrona koji prođe kroz presjek žice po sekundi.

Formula glasi ovako:

• N= (I x t) /qe

• I je struja (jedinica: amper, A)

• t je vrijeme (u sekundama, s), a u ovom izračunu t=1 sekunda

• qe je naboj jednog elektrona (jedinica: kulon, C), qe≈1,602×10−19 kulon

Simplificirana formula glasi:

N = I / 1,602 x 10-19

Primjena na praktične krugove

• Mjerenje struje: Prvo, potrebno je koristiti Ampermetar za mjerenje vrijednosti struje u krugu.

• Određivanje vremena: U ovom primjeru, postavljamo vrijeme t=1 sekunda, ali ako trebamo brojati broj elektrona u drugim vremenskim periodima, moramo prilagoditi vrijednost vremena.

• Izračun broja elektrona: Izmjerena vrijednost struje uvrštena je u gornju formulu kako bi se izračunao broj elektrona koji prođe kroz presjek žice po sekundi.

Praktični primjer primjene

Pretpostavimo da trebamo izračunati broj elektrona u stvarnom krugu sa strujom od 2 ampera (I = 2 A), tada:

N=2/1,602×10⁻¹⁹≈1,248×10¹⁹

To znači da pri struji od 2 ampera otprilike 1,248 × 10^19 elektrona prođe kroz žicu svake sekunde.

Stvari koje su važne za obratiti pažnju

• Točnost: U stvarnom mjerenju mogu biti greške, tako da izračunata rezultata može biti malo različit od teorijske vrijednosti.

• Temperatura i materijal: Razlike u temperaturi i materijalu žice također utječu na učinkovitost provođenja struje, što opet utječe na rezultate izračuna.

• Više toka elektrona: u stvarnom krugu istodobno može biti više tokova elektrona, tako da ukupan broj elektrona također treba uzeti u obzir ove faktore.

Kroz gornju formulu i korake, možete izračunati broj elektrona koji prođe kroz određeni presjek žice u krugu po sekundi. To je važno za razumijevanje jakosti struje i toka elektrona u krugovima.