برای حل این مسئله، از قانون اهم استفاده میکنیم. در مدار دادهشده داریم:
مقاومت \( R = 4 \Omega \) و ولتاژ \( V = 4V \).
طبق قانون اهم:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{4V}{4 \Omega} = 1A \]
شدت جریان \( I \) برابر با \( 1 \) آمپر است.
میدانیم که جریانی معادل \( 1 \) آمپر به معنای عبور \( 1 \) کولن بار الکتریکی در هر ثانیه از مدار است.
برای محاسبه تعداد الکترونها:
- بار الکتریکی یک الکترون تقریباً برابر \( 1.6 \times 10^{-19} \) کولن است.
- تعداد الکترونها در یک کولن بار:
\[ n = \frac{1}{1.6 \times 10^{-19}} \approx 6.25 \times 10^{18} \]
برای محاسبه تعداد الکترونهای عبوری در هر دقیقه (که \( 60 \) ثانیه است):
\[ N = n \times 60 = 6.25 \times 10^{18} \times 60 \]
\[ N \approx 3.75 \times 10^{20} \]
بنابراین، در هر دقیقه حدود \( 3.75 \times 10^{20} \) الکترون از مقاومت R عبور میکنند.