Скільки електронів проходить через вимірювальний прилад за кожну хвилину, якщо мікроамперметр показує силу струму

Bulka

41

Для решения этой задачи нам необходимо знать связь между электрическим током и количеством проходящих через проводник электронов.

Закон Кулона устанавливает, что электрический ток \(I\) (измеряемый в амперах) равен количеству зарядов, проходящих через поперечное сечение проводника в единицу времени. Заряд электрона равен \(e = 1.6 \times 10^{-19}\) Кл (колоуломб), и он является элементарным зарядом.

Микроамперметр показывает силу тока \(I\), равную 0.4 мкА (микроампер). Чтобы выразить значение тока в амперах, нам необходимо перевести микроамперы в амперы. 1 мкА = \(10^{-6}\) А.

\[I = 0.4 \cdot 10^{-6} = 4 \cdot 10^{-7} \, \text{А}\]

Теперь, чтобы определить количество электронов, проходящих через вимірювальний прилад, мы можем воспользоваться формулой:

\[Q = I \cdot t\]

где \(Q\) - заряд, \(I\) - сила тока, а \(t\) - время.

Задача говорит, что мы рассматриваем одну минуту, то есть \(t = 60\) секунд.

\[Q = 4 \cdot 10^{-7} \, \text{А} \cdot 60 \, \text{с} = 2.4 \cdot 10^{-5} \, \text{Кл}\]

Теперь, зная заряд, мы можем определить количество электронов, учитывая, что заряд одного электрона составляет \(e = 1.6 \times 10^{-19}\) Кл:

\[N = \frac{Q}{e} = \frac{2.4 \times 10^{-5}}{1.6 \times 10^{-19}} = 1.5 \times 10^{14}\]

Таким образом, через вимірювальний прилад проходит приблизительно \(1.5 \times 10^{14}\) электронов за каждую минуту.