アンペアを1秒あたりの電子に変換する方法

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著者: Laura McKinney
作成日: 5 4月 2021
更新日: 12 5月 2024
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物理学者は、電気をすべての原子を取り囲む小さな電気的に負の粒子である電子の動きに起因すると考えています。電流の単位はアンペアで、19世紀のフランスの物理学者André-MarieAmpèreにちなんで名付けられました。定義により、アンペアは毎秒1クーロンに相当します。したがって、1アンペアの電子数を計算するには、クーロン単位の個々の電子の電荷を知る必要があります。つまり、1.602×10-19 クーロン。これが、アンプを毎秒電子に変換するために必要なすべての情報です。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

1アンペアの電流で、6.242×1018 電子は毎秒流れています。電流の強さにこの数を掛けて、1秒間に回路を流れる電子の数を見つけます。

クーロンとは

クーロンは、MKS(メートル、キログラム、秒)測定システムの静電気の単位です。それは、18世紀に彼の仕事の大部分を行った別のフランスの物理学者、Charles Augustin de Coulombにちなんで命名されました。クーロンの定義は、CGS(センチメートル、グラム、秒)システムの電荷の単位であるstatcoulombに基づいています。これはもともと、1ダインの力で互いに反発するために1センチメートル離れた2つの等しく帯電した粒子が必要とする電荷として定義されていました。スタクーロンからクーロンを導き出すことができますが、現代の科学者は通常クーロンをアンペアで定義しますが、その逆ではありません。 1クーロンの定義は、1アンペアの電流で1秒間に運ばれる電荷の量です。 20世紀初頭に行われた有名な実験のおかげで、科学者はたまたま個々の電子の電荷を知っています。

ミリカンズオイルドロップ実験

アメリカの物理学者ロバート・ミリカンは1909年に油滴実験を実施し、ノーベル賞を受賞しました。彼は帯電した2枚の帯電したプレートの間にオイルの帯電した液滴を置き、液滴が空気中に浮遊するまで電圧を調整しました。彼は水滴の重力と電場の力を計算できるため、水滴の電荷を決定できました。彼はドロップにさまざまな電荷を使って実験を行い、電荷は常に特定の数の倍数だけ変化することを発見しました。これは個々の電子の電荷であると結論付けました。それは1.602×10であることが判明しました-19 クーロン。

アンペアの1秒あたりの電子数

1つの電子の電荷は1.602×10-19 クーロンなので、この数の逆数をとることにより、1クーロンの電荷の電子数を見つけることができます。算術を行うと、次のことがわかります。

1クーロン= 6.242×1018 電子

1アンペアは毎秒1クーロンに相当します。

1アンペア= 6.242×1018 毎秒の電子

アンペアから電子/秒への変換

上記で導出された関係は、換算係数を構成します。アンペアから毎秒の電子に変換するには、その変換係数にアンペア単位の電流強度を掛けます。たとえば、15アンペアの電流では、15×(6.242×1018) = 9.363 × 1019 電子は毎秒流れています。 7 mA(0.007アンペア)の電流で、4.369×1016 電子は毎秒流れています。