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Un courant de 0,2 ampères passe à travers un fil pendant 60 secondes. Calculez la charge totale délivrée par ce fil.
Un courant dans un fil est généré par le flux des électrons. Les courants ont des unités d’ampères. Un ampère est défini comme étant un coulomb par seconde. Un coulomb est une unité de charge. Un coulomb équivaut à la charge de 6,24 fois 10 à la puissance 18 protons, ce qui signifie qu’un courant d’un ampère circulant à travers un fil équivaut à 6,24 fois 10 à la puissance 18 charges positives par seconde. Il est dommage que le courant soit défini en termes de charges positives. Il a été défini ainsi avant la découverte de l’électron. Nous savons maintenant que le courant est généré par le flux des électrons chargés négativement qui se déplacent dans le sens inverse de la définition du courant.
Heureusement, ce n’est pas un très gros problème, car la charge de l’électron est l'inverse de la charge du proton, ce qui signifie que le flux des électrons chargés négativement qui se déplacent dans une direction peut être considéré comme des charges positives qui se déplacent dans la direction opposée, conformément à la définition du courant. Alors, un courant d’un ampère qui passe à travers un fil est généré par le flux de 6,24 fois 10 à la puissance 18 électrons par seconde. Il est toutefois peu probable que les électrons circulent pendant seulement une seconde à travers un fil. Dans le cadre de cette question, les électrons circulent pendant 60 secondes. Nous devons calculer la charge totale qui traverse le fil durant cette période de 60 secondes.
Un courant qui dure pendant un temps 𝑡 implique une charge totale 𝑄 qui est égale au courant multiplié par le temps. Dans le cadre de cette question, le courant était de 0,2 ampère et a circulé dans le fil pendant 60 secondes. Comme les unités d’ampères sont égales aux coulombs par seconde, nous pouvons constater que les unités de secondes s'annulent dans notre calcul, ce qui nous laisse avec des unités de coulombs. Nous obtenons donc une charge totale délivrée par le fil de 12 coulombs.
