Jegeje tunaweza kupata namba ya elektroni kila sekunde zinazofika kwenye mwito wa mzunguko?

Idadi ya elektroni za sekunde kila sekunde zinazopita kupitia mstari katika mtandao unaweza kutathmini kutokana na thamani ya umeme inayojulikana. Umeme unamalizwa kwa amperi (Ampere, A), iliyotengenezwa kama 1 Coulomb (C) ya chaguo kilichopita kupitia kitu cha mstari kila sekunde. Tunajua kuwa chaguo cha 1 coulomb ni sawa na karibu 6.242 x 10^18 elektroni.

Mfano wa hesabu

• Umeme (I) : Umeme unamalizwa kwa amperi (A) na unatafsiri chaguo kinachopita kupitia kitu cha mstari kwa wakati moja.

• Idadi ya elektroni (N) : Idadi ya elektroni kila sekunde zinazopita kupitia sehemu ya mstari.

Mfano ni kama hii:

• N= (I x t) /qe

• I ni umeme (ngazi: amperi, A)

• t ni muda (kwa sekunde, s), na katika hesabu hii t=1 sekunde

• qe ni chaguo la elektroni moja (ngazi: coulomb, C), qe≈1.602×10−19 coulomb

Mfano msingi ni:

N = I / 1.602 x 10-19

Imetumika katika mitandao halisi

• Kuthibitisha umeme: Kwanza kabisa, unahitaji kutumia Ammeter kutathmini thamani ya umeme katika mtandao.

• Kutatua muda: Katika mfano huu, tumeweka muda t=1 sekunde, lakini ikiwa tunahitaji kutathmini idadi ya elektroni kwenye muda tofauti, tunapaswa kubadilisha thamani ya muda kulingana.

• Kuthibitisha idadi ya elektroni: Thamani ya umeme imethibitishwa inatumika kwenye mfano huu kutathmini idadi ya elektroni kila sekunde zinazopita kupitia sehemu ya mstari.

Mfano wa matumizi halisi

Isipokuwa tunahitaji kutathmini idadi ya elektroni katika mtandao halisi wa umeme wa 2 amperi (I = 2 A), basi:

N=2/1.602×10⁻¹⁹≈1.248×10¹⁹

Hii inamaanisha kuwa kwenye umeme wa 2 amperi, kuna zaidi ya 1.248 × 10^19 elektroni zinazopita kupitia mstari kila sekunde.

Mambo yanayohitajika kuzingatia

• Uwiano: Kuna mapambano yanayoweza kuonekana katika uchunguzi halisi, hivyo matokeo yaliyothibitishwa yanaweza kuwa tofauti kidogo kutoka kwa thamani rasmi.

• Joto na vifaa: Tofauti za joto na vifaa vya mstari pia huathiri ubora wa upimaji wa umeme, ambayo pia hujumuisha matokeo ya hesabu.

• Vituo vya elektroni vingine: katika mtandao halisi kunaweza kuwa na vituo vingine vya elektroni mara moja, hivyo idadi ya jumla ya elektroni pia inahitaji kutathmini viwango hivi.

Kwa kutumia mfano na hatua zifuatazo, unaweza kutathmini idadi ya elektroni kila sekunde zinazopita kupitia sehemu fulani ya mstari katika mtandao. Hii ni muhimu kwa ufafanuli wa nguvu ya umeme na mzunguko wa elektroni katika mitandao.