نسخة الفيديو النصية
يمر تيار شدته 0.2 أمبير عبر سلك لمدة 60 ثانية. احسب الشحنة الكلية المنقولة بواسطة السلك.
ينشأ تيار في سلك بسبب سريان الإلكترونات. ووحدة قياس شدة التيار هي الأمبير، ويرمز لها اختصارًا بالحرف A. يعرف الأمبير الواحد بأنه كولوم واحد لكل ثانية. الكولوم هو وحدة الشحنة. والكولوم الواحد يكافئ شحنة 6.24 في 10 أس 18 بروتون. هذا يعني أن تيارًا شدته أمبير واحد يمر عبر سلك يكافئ 6.24 في 10 أس 18 شحنة موجبة لكل ثانية. لسوء الحظ، يعرف التيار بدلالة الشحنات الموجبة. وقد عرف بهذه الطريقة قبل اكتشاف الإلكترون. لكننا نعلم الآن أن التيار ينشأ بسبب سريان هذه الإلكترونات السالبة الشحنة التي تتحرك في الاتجاه المعاكس الذي نعرف به التيار.
لحسن الحظ، هذه ليست مشكلة كبيرة؛ لأن شحنة الإلكترون عكس شحنة البروتون. هذا يعني أنه يمكن التعامل مع سريان الإلكترونات السالبة الشحنة التي تتحرك في اتجاه واحد باعتباره شحنات موجبة تتحرك في الاتجاه المعاكس، وهذا يتماشى مع تعريف التيار. هذا يعني أن تيارًا شدته أمبير واحد يمر عبر سلك ينشأ بسبب سريان 6.24 في 10 أس 18 إلكترون كل ثانية. من المستبعد أن تسري الإلكترونات لمدة ثانية واحدة فقط عبر السلك. ففي هذه المسألة، تسري الإلكترونات لمدة 60 ثانية. وعلينا حساب الشحنة الكلية التي تمر عبر السلك في تلك الفترة التي تبلغ 60 ثانية.
التيار المار خلال زمن قدره 𝑡 سيتضمن شحنة كلية 𝑄 تساوي شدة التيار مضروبة في الزمن. وفي هذه المسألة، كانت شدة التيار 0.2 أمبير، ومر التيار عبر السلك لمدة 60 ثانية. وبما أن وحدة الأمبير تساوي كولوم لكل ثانية، فيمكننا ملاحظة أن وحدة الثانية تحذف من العملية الحسابية، ليتبقى لنا وحدة الكولوم. بإجراء العملية الحسابية، نحصل على الشحنة الكلية المنقولة بواسطة السلك، وتساوي 12 كولوم.
