Bagaimanakah kita boleh mengira bilangan elektron per saat yang mengalir melalui wayar dalam litar

Bilangan elektron yang mengalir melalui dawai dalam litar setiap saat boleh dikira dari nilai arus yang diketahui. Arus diukur dalam ampere (Ampere, A), yang ditakrifkan sebagai 1 Coulomb (C) muatan yang mengalir melalui keratan rentas dawai setiap saat. Kita tahu bahawa muatan 1 coulomb adalah bersamaan dengan kira-kira 6.242 x 10^18 elektron.

Formula pengiraan

• Arus (I) : Arus diukur dalam ampere (A) dan mewakili jumlah muatan yang melewati keratan rentas dawai setiap unit masa.

• Bilangan elektron (N) : Bilangan elektron yang mengalir melalui keratan rentas dawai setiap saat.

Formula adalah seperti berikut:

• N= (I x t) /qe

• I adalah arus (unit: ampere, A)

• t adalah masa (dalam saat, s), dan dalam pengiraan ini t=1 saat

• qe adalah muatan satu elektron (unit: coulomb, C), qe≈1.602×10−19 coulomb

Formula yang disederhanakan adalah:

N = I / 1.602 x 10-19

Diterapkan pada litar praktikal

• Mengukur arus: Pertama-tama, anda perlu menggunakan ammeter untuk mengukur nilai arus dalam litar.

• Menentukan masa: Dalam contoh ini, kita menetapkan masa t=1 saat, tetapi jika kita perlu menghitung bilangan elektron dalam tempoh masa lain, kita perlu menyesuaikan nilai masa tersebut.

• Mengira bilangan elektron: Nilai arus yang diukur dimasukkan ke dalam formula di atas untuk mengira bilangan elektron yang mengalir melalui keratan rentas dawai setiap saat.

Contoh aplikasi praktikal

Misalkan kita perlu mengira bilangan elektron dalam litar sebenar dengan arus 2 ampere (I = 2 A), maka:

N=2/1.602×10⁻¹⁹≈1.248×10¹⁹

Ini bermaksud bahawa pada arus 2 ampere, kira-kira 1.248 × 10^19 elektron mengalir melalui dawai setiap saat.

Perkara yang perlu diberi perhatian

• Ketepatan: Mungkin terdapat ralat dalam pengukuran sebenar, jadi hasil pengiraan mungkin sedikit berbeza daripada nilai teori.

• Suhu dan bahan: Perbezaan suhu dan bahan dawai juga mempengaruhi kecekapan konduksi arus, yang seterusnya mempengaruhi hasil pengiraan.

• Aliran elektron berganda: mungkin terdapat beberapa aliran elektron dalam litar sebenar pada masa yang sama, jadi jumlah elektron juga perlu mempertimbangkan faktor-faktor ini.

Melalui formula dan langkah-langkah di atas, anda boleh mengira bilangan elektron yang mengalir melalui keratan rentas dawai tertentu dalam litar setiap saat. Ini penting untuk memahami kekuatan arus dan aliran elektron dalam litar.