Bir iletken telin kesitinden, 4 s de 10^{20} tane elektron geçiyor.
Buna göre, oluşan akımın şiddeti kaç amper’dir?
( 1e.y. = 1,6 . 10^{-19} \text{Coulomb} )
A) 4
B) 6
C) 6,4
D) 8
E) 9,6
Elektrik Akımı ve Elektron Akışı
Elektrik akımı, belirli bir zaman diliminde bir iletkenin kesitinden geçen elektrik yükü miktarı olarak tanımlanır. Akımın şiddeti (I), Coulomb (C) cinsinden elektrik yükünün (Q) saniye (s) cinsinden zaman (t) ile oranı olarak ifade edilir:
$$ I = \frac{Q}{t} $$
Elektrik yükü (Q), geçen elektron sayısının (n) ve bir elektronun taşıdığı yükün (e) çarpımı ile hesaplanabilir:
$$ Q = n \cdot e $$
Bu bilgilerle, problemde verilen verilere dayalı akımı hesaplayabiliriz.
Verilen Bilgiler
- Zaman (t): 4 s
- Elektron sayısı (n): 10^{20} tane
- Bir elektronun taşıdığı yük (e): 1.6 \times 10^{-19} Coulomb
Adım Adım Çözüm
- Elektrik Yükünü (Q) Hesaplama:
$$ Q = n \cdot e = 10^{20} \times 1.6 \times 10^{-19} \text{Coulomb} $$
$$ Q = 1.6 \times 10 \text{Coulomb} $$
$$ Q = 16 \text{Coulomb} $$
- Akımı (I) Hesaplama:
$$ I = \frac{Q}{t} = \frac{16 \text{C}}{4 \text{s}} $$
$$ I = 4 \text{Amper} $$
Doğru cevap: A) 4
Diğer Seçeneklerin İncelenmesi
-
B) 6:
- Eğer 4 saniye içerisinde 24 Coulomb yük geçseydi, akım 6 Amper olurdu. Ancak verilen hesaplamalara göre bu doğru değil.
-
C) 6,4:
- Eğer 4 saniye içerisinde yaklaşık 25.6 Coulomb yük geçseydi, akım 6.4 Amper olurdu. Bu da verilen verilere uymuyor.
-
D) 8:
- Eğer 4 saniye içerisinde 32 Coulomb yük geçseydi, akım 8 Amper olurdu. Bu da doğru değil.
-
E) 9,6:
- Eğer 4 saniye içinde 38.4 Coulomb yük geçseydi, akım 9.6 Amper olurdu. Ancak bu da verilen duruma uymamaktadır.
TERİMLER:
Coulomb (C): Elektrik yükü birimi, bir Coulomb bir Amper’in bir saniye boyunca taşıdığı yük miktarına eşittir.
Elektron Yükü (e): Elektronun taşıdığı temel yük miktarı, yaklaşık olarak -1.6 \times 10^{-19} Coulomb’dur.
Bu nedenle, doğru cevap A) 4 Amper’dir.