Яке співвідношення швидкості руху електронів у мідному провіднику до швидкості руху електронів в алюмінієвому

Polosatik

24

При обговоренні швидкості руху електронів у мідному та алюмінієвому провідниках, можна використати декілька понять та формул з фізики, таких як електричний заряд, електричний струм та закон Ома.

Перш за все, необхідно знати, що швидкість руху електрона представляє собою середню швидкість, з якою електрони рухаються у провіднику. Це відбувається внаслідок дробової дії енергії зіштовхнень електронів з атомами провідника.

Швидкість руху електрона у провіднику можна виразити як відношення електричного струму до площі поперечного перерізу провідника. Тобто, швидкість руху електрона \( v \) можна записати як \( v = \frac{I}{nAe} \), де \( I \) - електричний струм, \( n \) - концентрація електронів, \( A \) - площа поперечного перерізу провідника, а \( e \) - заряд електрона.

За умовою завдання ми знаємо, що діаметр мідного та алюмінієвого провідників однаковий, і на кожен атом припадає один електрон провідності. Це означає, що концентрація електронів (\( n \)) в обох провідниках також однакова.

Таким чином, для порівняння швидкості руху електронів у мідному (\( v_м \)) та алюмінієвому (\( v_а \)) провідниках, нам потрібно порівняти електричні струми (\( I \)) в цих провідниках.

Припустимо, що електричний струм у мідному провіднику дорівнює \( I_м \), а електричний струм у алюмінієвому провіднику дорівнює \( I_а \).

Тоді ми можемо записати співвідношення швидкості руху електронів у мідному та алюмінієвому провідниках як \( \frac{v_м}{v_а} = \frac{I_м}{I_а} \).

Отже, щоб знайти співвідношення швидкостей, потрібно знайти співвідношення електричних струмів у мідному та алюмінієвому провідниках.

Найпростішим способом цього зробити є визначення відношення електричного опору (\( R \)) між цими провідниками. Згідно з законом Ома, електричний струм \( I \) взаємодіє з опором \( R \) за допомогою рівняння \( I = \frac{V}{R} \), де \( V \) - електрична напруга.

Вважається, що провідники з однаковою довжиною і площею перерізу мають однаковий опір. Отже, для двох провідників ми можемо записати співвідношення \( \frac{R_м}{R_а} = \frac{I_а}{I_м} \).

Завдяки цьому співвідношенню ми можемо виразити вищезгадане співвідношення швидкостей руху електронів у мідному та алюмінієвому провідниках як \( \frac{v_м}{v_а} = \frac{I_м}{I_а} = \frac{R_а}{R_м} \).

Отже, співвідношення швидкостей руху електронів у мідному та алюмінієвому провідниках дорівнює \( \frac{R_а}{R_м} \).

Це співвідношення можна вивести, якщо ми знаємо відношення опорів міді і алюмінію.

Сподіваюся, що ця відповідь допомогла вам зрозуміти, яке співвідношення швидкості руху електронів між мідним і алюмінієвим провідниками. Якщо у вас виникнуть ще питання, будь ласка, не соромтеся їх задавати.