Как мы можем вычислить количество электронов в секунду, протекающих через провод в цепи?

Сиректіндегі қысымдың секундасына өткен электрondар саны белгілі қысым мәнінен есептеледі. Қысым ампер (Ampere, A) өлшем бірлігінде өлшенеді, бұл секунда сайын сирек қимасы арқылы өткен 1 куло́н (C) заряд. Біздің білемізше, 1 куло́н заряды түбіндай 6.242 x 10^18 электронға тең.

Есептеу формуласы

• Қысым (I) : Қысым ампер (A) өлшем бірлігінде өлшенеді және бір уақыт аралығында сирек қимасы арқылы өткен заряд мөлшерін көрсетеді.

• Электрондар саны (N) : Секундасына сиректің қимасы арқылы өткен электрондар саны.

Формула мынадай:

• N= (I x t) /qe

• I - қысым (бірлігі: ампер, A)

• t - уақыт (секундта, s), осы есепте t=1 секунд

• qe - бір электрон заряды (бірлігі: куло́н, C), qe≈1.602×10−19 куло́н

Жеткіліктікке ыңғайлау формуласы:

N = I / 1.602 x 10-19

Нақты схемаларға қолдану

• Қысымды өлшеу: Алғашқы рет, схемадағы қысым мәнін амперметрпен өлшену керек.

• Уақытты анықтау: Мысалы, біз уақыт t=1 секунд деп қойған, бірақ басқа уақыт аралықтарында электрондар санын есептеу үшін уақыт мәнін сәйкес өзгерту керек.

• Электрондар санын есептеу: Өлшенген қысым мәнін өз алдындағы формулаға енгізу арқылы сиректің қимасы арқылы секундасына өткен электрондар саны есептеледі.

Нақты қолдану мысалы

Егер біз 2 ампер (I = 2 A) қысыммен нақты схемадағы электрондар санын есептеу керек болса, онда:

N=2/1.602×10⁻¹⁹≈1.248×10¹⁹

Бұл 2 ампер қысымда секундасына түбіндай 1.248 × 10^19 электрон сиректің қимасы арқылы өткенін білдіреді.

Ескертулер

• Турақтылық: Нақты өлшеулерде қателер болуы мүмкін, сондықтан есептелген нәтиже теориялық мәннен айырмашы болуы мүмкін.

• Температура және материал: Температура мен сирек материалының айырмашылығы қысымдың өткізгіштік ерекшеліктеріне әсер етеді, олай болғанша есептелген нәтижелерге да әсер етеді.

• Бірнеше электрон потоктары: Нақты схемада бір уақытта бірнеше электрон потоктары болуы мүмкін, сондықтан электрондардың жалпы санын есептеу үшін бұл факторларды да ескереу керек.

Осы формуланы және қадамдарды пайдалану арқылы, схемадағы сиректің қимасы арқылы секундасына өткен электрондар санын есептеуге болады. Бұл схемадағы қысым қатысы және электрон потоктарын түсіну үшін маңызды.