Natuurkundigen schrijven elektriciteit toe aan de beweging van elektronen, die kleine, elektrisch negatieve deeltjes die elk atoom omringen. De eenheid van elektrische stroom is de ampère, genoemd naar de 19e-eeuwse Franse natuurkundige André-Marie Ampère. Per definitie is een ampère gelijk aan één coulomb per seconde. Om het aantal elektronen in één ampère te berekenen, moet u daarom de lading van een individueel elektron in coulombs kennen. Dat blijken 1.602 × 10 ^{-19 coulombs te zijn. Dat is alle informatie die u nodig hebt om ampères om te zetten in elektronen per seconde.}

TL; DR (te lang; niet gelezen)

In één ampère stroom, 6.242 × 10 ^{18 elektronen stromen elke seconde. Vermenigvuldig de sterkte van de stroom met dit aantal om het aantal elektronen te vinden dat in het circuit per seconde stroomt.}

Wat is een Coulomb?

De coulomb is de eenheid van statische lading in het MKS (meter, kilogram, seconde) meetsysteem. Het is vernoemd naar een andere Franse natuurkundige, Charles Augustin de Coulomb, die het grootste deel van zijn werk in de 18e eeuw deed. De definitie van de coulomb is gebaseerd op de statcoulomb, een eenheid van lading in het CGS (centimeter, gram, seconden) systeem. Dit werd oorspronkelijk gedefinieerd als de lading die nodig is voor twee gelijkmatig geladen deeltjes van 1 centimeter om elkaar af te stoten met een kracht van 1 dyne. Je kunt coulombs afleiden uit statcoulombs, maar hedendaagse wetenschappers definiëren coulomb meestal in termen van ampères, en niet andersom. De definitie van 1 coulomb is de hoeveelheid lading die in één seconde wordt gedragen door een stroomsterkte van 1 ampère. Wetenschappers weten toevallig wel de lading van een individueel elektron, dankzij een beroemd experiment in het begin van de 20e eeuw.

Millikan's Oil Drop Experiment

Amerikaanse fysicus Robert Millikan leidde de oliedaling experiment in 1909, en het leverde hem de Nobelprijs op. Hij plaatste een geladen druppel olie tussen twee elektrisch geladen platen en stelde de spanning af totdat de druppel in de lucht zweefde. Omdat hij de zwaartekracht op de druppel en de kracht van het elektrische veld kon berekenen, kon hij de lading op de druppel bepalen. Hij voerde het experiment uit met verschillende ladingen op de druppel en ontdekte dat de lading altijd varieerde met een veelvoud van een bepaald aantal, wat hij concludeerde dat de lading op een individueel elektron was. Het bleek 1.602 × 10 ^{-19 coulombs te zijn.}

Het aantal elektronen per seconde in een ampère

Eén elektron heeft een lading van 1.602 × 10 ^{-19 coulombs, dus je kunt het aantal elektronen in 1 coulomb van lading vinden door de inverse van dit getal te nemen. Als je de rekenkunde uitvoert, vind je:}

1 coulomb = 6.242 × 10 ^{18 elektronen}

1 ampère is gelijk aan 1 coulomb per seconde, wat betekent:

1 ampere = 6.242 × 10 ^{18 elektronen per seconde}

Conversie van Ampères naar Elektronen per seconde

De hierboven afgeleide relatie vormt een conversiefactor. Om van ampère naar elektronen per seconde om te rekenen, vermenigvuldigt u die conversiefactor met de huidige sterkte in ampère. In een stroom van 15 ampère stromen bijvoorbeeld 15 x (6,242 x 10 ^{18) = 9,363 x 10 19 elektronen per seconde. In een stroom van 7 mA (0,007 A) stromen 4.369 × 10 16 elektronen per seconde.}