Question

Определить число электронов проходящих в секунду через единицу площади поперечного сечения железной проволоки длиной l = 10 м при напряжении на ее концах U = 6 В.

Answer 1

U = IR ; I = q/t => U = qR/t = qρl/St

qρl/S = Ut

q/S = Ut/ρl

N = q/eS = Ut/eρl = 6 × 1/10 × 1,6 ×10^-19 × 0,13 = 2,9 × 10^19 мм^-2 = 2,9 × 10^25 м^-2

Answer 2

Для определения числа электронов, проходящих в секунду через единицу площади поперечного сечения проволоки, используем формулу тока:

$I = \frac{U}{R}$

где:

$I$ - ток (Ампер), $U$ - напряжение (Вольт), $R$ - сопротивление проволоки (Ом).

Сопротивление проволоки можно вычислить с помощью закона Ома:

$R = \frac{\rho \cdot l}{S}$

где:

$\rho$ - удельное сопротивление материала проволоки (Ом·м), $l$ - длина проволоки (м), $S$ - площадь поперечного сечения проволоки (м^2).

Удельное сопротивление железа составляет около 9.71 x 10^(-8) Ом·м (при комнатной температуре).

Теперь, чтобы найти число электронов проходящих через единицу площади поперечного сечения в секунду (токовую плотность), воспользуемся формулой:

$J = \frac{I}{S}$

где:

$J$ - токовая плотность (А/м^2), $I$ - ток (Ампер), $S$ - площадь поперечного сечения проволоки (м^2).

Теперь давайте рассчитаем все значения:

$R = \frac{9.71 \times 10^{-8} \, \text{Ом·м} \times 10 \, \text{м}}{S}$

$I = \frac{6 \, \text{В}}{R}$

$J = \frac{I}{S}$

Осталось только определить площадь поперечного сечения $S$ железной проволоки. К сожалению, из предоставленной информации нам не известны размеры проволоки или ее форма, поэтому невозможно точно рассчитать площадь сечения.

Если вы предоставите информацию о площади поперечного сечения проволоки, я смогу выполнить расчеты и предоставить ответ.