What an Ampere Is
عُدّ الشحنة العابرة لمقطع مُعلَّم من السلك واقسمها على الزمن المستغرق. السريان نفسه بعينه يُقرأ 2 كولوم في الثانية ويُقرأ نحو 10¹⁹ إلكترون في الثانية — تيار واحد موصوف بوحدتين لا تختلفان إلا بمقدار e. وبدّل المصدر إلى تيار متردد فيهبط العدّ التراكمي عائدًا إلى الصفر.
كيف تستخدم هذه المحاكاة
- اضغط Direct current وراقب عدّاد الكولوم وعدّاد الإلكترونات وهما يرتفعان معًا
- اضغط Alternating current لترى الحاملات تنعكس كل نصف دورة
- اضغط Reset the count لبدء عدّ جديد عند المقطع المُعلَّم
- قارن العدّادين للتأكد أنهما لا يختلفان إلا بالمعامل e بالضبط
ما الذي تلاحظه
- كولومان في الثانية و1.25 × 10¹⁹ إلكترون في الثانية يصفان التيار نفسه
- قسمة عدّ الكولوم على e تعيد دائمًا إنتاج عدّ الإلكترونات
- مع التيار المتردد يرتفع العدّ ثم يهبط، عائدًا إلى الصفر بعد كل دورة كاملة
- الحاملات في التيار المتردد لا تتوقف عن الحركة أبدًا رغم أن الشحنة المحصلة المنقولة معدومة
- الأمبير يحدد معدل النقل فقط، لا ما الذي يقوم بالحمل
الفيزياء وراءها
يُعرَّف الأمبير بالعلاقة I = Q/t: فالأمبير الواحد هو كولوم واحد يعبر مقطعًا كل ثانية. ولأن الشحنة مكمّمة يمكن عدّ السريان نفسه بالحاملات بدلًا من ذلك، N/t = I/e، وهو للأمبير الواحد نحو 6.25 × 10¹⁸ إلكترون في الثانية. ولا يختلف الوصفان إلا بالثابت e. ومع التيار المتردد تعكس الحاملات اتجاهها كل نصف دورة، فتكون الشحنة المحصلة المنقولة عبر عدد صحيح من الدورات صفرًا رغم أن الحاملات تتحرك طوال الوقت.