Bagaimana kita dapat menghitung jumlah elektron per detik yang mengalir melalui kawat dalam rangkaian listrik
Jumlah elektron per detik yang mengalir melalui kawat dalam rangkaian dapat dihitung dari nilai arus yang diketahui. Arus diukur dalam ampere (Ampere, A), didefinisikan sebagai 1 Coulomb (C) muatan yang mengalir melalui penampang kawat per detik. Kita tahu bahwa muatan 1 coulomb setara dengan sekitar 6.242 x 10^18 elektron.
Rumus perhitungan
Arus (I) : Arus diukur dalam ampere (A) dan mewakili jumlah muatan yang melewati penampang kawat per satuan waktu.
Jumlah elektron (N) : Jumlah elektron per detik yang mengalir melalui bagian kawat.
Rumusnya adalah sebagai berikut:
N= (I x t) /qe
I adalah arus (satuan: ampere, A)
t adalah waktu (dalam detik, s), dan dalam perhitungan ini t=1 detik
qe adalah muatan satu elektron (satuan: coulomb, C), qe≈1.602×10−19 coulomb
Rumus yang disederhanakan adalah:
N = I / 1.602 x 10-19
Diterapkan pada rangkaian praktis
Mengukur arus: Pertama-tama, Anda perlu menggunakan Amperemeter untuk mengukur nilai arus dalam rangkaian.
Menentukan waktu: Dalam contoh ini, kita menetapkan waktu t=1 detik, tetapi jika kita perlu menghitung jumlah elektron dalam periode waktu lain, kita perlu menyesuaikan nilai waktu sesuai.
Menghitung jumlah elektron: Nilai arus yang diukur dimasukkan ke dalam rumus di atas untuk menghitung jumlah elektron per detik yang mengalir melalui bagian kawat.
Contoh aplikasi praktis
Misalkan kita perlu menghitung jumlah elektron dalam rangkaian nyata dengan arus 2 ampere (I = 2 A), maka:
N=2/1.602×10−19≈1.248×1019
Ini berarti bahwa pada arus 2 ampere, sekitar 1.248 × 10^19 elektron mengalir melalui kawat setiap detik.
Hal yang perlu diperhatikan
Akurasi: Mungkin ada kesalahan dalam pengukuran sebenarnya, sehingga hasil perhitungan mungkin sedikit berbeda dari nilai teoritis.
Suhu dan bahan: Perbedaan suhu dan bahan kawat juga mempengaruhi efisiensi konduksi arus, yang pada gilirannya mempengaruhi hasil perhitungan.
Aliran elektron ganda: mungkin ada beberapa aliran elektron dalam rangkaian yang sama pada saat yang bersamaan, sehingga jumlah total elektron juga perlu mempertimbangkan faktor-faktor ini.
Melalui rumus dan langkah-langkah di atas, Anda dapat menghitung jumlah elektron per detik yang mengalir melalui bagian tertentu kawat dalam rangkaian. Ini penting untuk memahami kekuatan arus dan aliran elektron dalam rangkaian.
