Яка середня швидкість упорядкуваного руху електронів у сталевому провіднику з опором 2,4 ом і площею поперечного
Яка середня швидкість упорядкуваного руху електронів у сталевому провіднику з опором 2,4 ом і площею поперечного перерізу 1мм^2, якщо напруга, що прикладена, становить 3,6 В, а концентрація електронів дорівнює 4•10^28 м ^-1? (2,3•10^-4)
Ledyanaya_Dusha 2
Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Ома, который устанавливает связь между напряжением, сопротивлением и током в электрической цепи. Формула для закона Ома имеет вид:\[U = I \cdot R\]
где \(U\) - напряжение в вольтах, \(I\) - ток в амперах, \(R\) - сопротивление в омах.
В задаче у нас есть известные значения: напряжение \(U = 3.6\) В, сопротивление \(R = 2.4\) ом.
Чтобы найти ток, нам нужно воспользоваться формулой \(I = \frac{U}{R}\). Подставляя известные значения, получаем:
\[I = \frac{3.6}{2.4} = 1.5\) А
Теперь, чтобы найти среднюю скорость упорядоченного движения электронов, мы можем использовать формулу для тока в проводнике:
\[I = n \cdot A \cdot v \cdot e\]
где \(n\) - концентрация электронов (\(4 \cdot 10^{28} \, \text{м}^{-1}\)), \(A\) - площадь поперечного сечения проводника (\(1 \, \text{мм}^2 = 10^{-6} \, \text{м}^2\)), \(v\) - средняя скорость движения электронов, \(e\) - заряд электрона (\(1.6 \cdot 10^{-19}\) Кл).
Делим обе части равенства на концентрацию, площадь и заряд, получаем:
\[v = \frac{I}{n \cdot A \cdot e}\]
Подставляя известные значения, получаем:
\[v = \frac{1.5}{4 \cdot 10^{28} \cdot 10^{-6} \cdot 1.6 \cdot 10^{-19}}\) м/с
Выполняя необходимые вычисления, получаем:
\[v \approx 2.3 \cdot 10^{-4}\) м/с
Таким образом, средняя скорость упорядоченного движения электронов в стальном проводнике с заданными параметрами составляет \(2.3 \cdot 10^{-4}\) м/с.