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एक विद्युत बल्ब के फिलामेंट द्वारा 1 A की धारा खींची जाती है। 8 mins में फिलामेंट के अनुप्रस्थ काट से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या ____ के बराबर होगी। (दिया गया है, इलेक्ट्रॉन का आवेश (e) 1.6×10−19 C के बराबर है)
3×1020
3×1021
3×1019
3×1022
3×1021
चालक से प्रवाहित होने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या (n) की गणना करने के लिए, हम आवेश के क्वॉन्टीकरण Q=n×e और संबंध Q=I×t का उपयोग करते हैं। दी गई धारा I=1A और समय t=8minutes=8×60=480seconds, कुल आवेश Q=1×480=480C है।
चालक से प्रवाहित होने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या (n) की गणना करने के लिए, हम आवेश के क्वॉन्टीकरण Q=n×e और संबंध Q=I×t का उपयोग करते हैं। दी गई धारा I=1A और समय t=8minutes=8×60=480seconds, कुल आवेश Q=1×480=480C है।
इलेक्ट्रॉनों को एक पाइप से बहने वाली पानी की बूंदों की तरह समझें; यदि आपको प्रवाह दर (धारा) और नल खुलने का समय पता है, तो आप एक विशिष्ट बिंदु से गुजरी बूंदों की कुल संख्या की गणना कर सकते हैं।
Q=I×t — अनुप्रस्थ काट से गुजरने वाला कुल आवेश
n=eQ — इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या
इलेक्ट्रॉनों की संख्या n कुल आवेश Q को एक इलेक्ट्रॉन के मूल आवेश e=1.6×10−19C से विभाजित करके निर्धारित की जाती है। मान प्रतिस्थापित करने पर: n=1.6×10−19480=300×1019=3×1021।
1 एम्पीयर को 1 कूलॉम प्रति सेकंड के रूप में परिभाषित किया जाता है (1A=1C/s)।
गणना से पहले समय को SI मात्रक (सेकंड) में परिवर्तित किया जाना चाहिए (8min=480s)।
मूल आवेश e लगभग 1.602×10−19C होता है।
परिपथ डिजाइन और विश्लेषण
चालकों में आवेश वाहक घनत्व का निर्धारण
मूल आवेश e=1.6×10−19C
विकल्प B सही परिमाण की कोटि (order of magnitude) की गणना को दर्शाता है: 480/1.6=300।
B सही है — n=eI×t का उपयोग करके, हमें n=1.6×10−191×480=3×1021 इलेक्ट्रॉन प्राप्त होते हैं।
धारा सूत्रों के साथ काम करते समय हमेशा सुनिश्चित करें कि समय सेकंड में हो; परीक्षक अक्सर मात्रक परिवर्तन कौशल का परीक्षण करने के लिए मिनटों में समय प्रदान करते हैं।