Question

Задача 02.5. За 2 с через поперечний переріз провідника пройшло 2·10 в16 степені електронів. Визначте силу струму в колі. Задача 02.6. Електропроводка виготовлена з мідного дроту завдовжки 100 м, що має переріз 2 мм2. Який струм піде по колу, якщо прикласти напругу 3,4 В?

Answer 1

Ответ:

Задача 02.5:

Сила струму в колі обчислюється за формулою:

�

=

�

�

,

I=

t

Q

​

,

де:

�

I - сила струму в амперах (А),

�

Q - кількість електронів, які пройшли через поперечний переріз провідника,

�

t - час в секундах (с).

Знаючи, що пройшло 2·10^16 степені електронів за 2 секунди, ми можемо обчислити силу струму:

�

=

2

⋅

1

0

16

2

=

1

0

16

 

А

.

I=

2

2⋅10

16

​

=10

16

А.

Отже, сила струму в колі дорівнює

1

0

16

10

16

 ампер.

Задача 02.6:

Сила струму в колі може бути обчислена за законом Ома:

�

=

�

�

,

I=

R

U

​

,

де:

�

I - сила струму в амперах (А),

�

U - напруга в вольтах (В),

�

R - опір кола в омах (Ом).

Для обчислення опору кола, нам потрібно знати опір провідника. Опір провідника можна обчислити за формулою:

�

=

�

⋅

�

�

,

R=

A

ρ⋅L

​

,

де:

�

R - опір провідника в омах (Ом),

�

ρ - специфічний опір матеріалу провідника,

�

L - довжина провідника в метрах (м),

�

A - поперечний переріз провідника в метрах квадратних (мм²).

Специфічний опір міді приймається приблизно рівним

0

,

0000017

 

Ом

⋅

м

м

2

/

м

0,0000017Ом⋅мм

2

/м.

Поперечний переріз провідника

�

=

2

 

м

м

2

=

2

⋅

1

0

−

6

 

м

2

A=2мм

2

=2⋅10

−6

м

2

.

Довжина провідника

�

=

100

 

м

L=100м.

Тепер можемо обчислити опір провідника:

�

=

0

,

0000017

⋅

100

2

⋅

1

0

−

6

=

0

,

00017

0

,

000002

=

85

 

Ом

.

R=

2⋅10

−6

0,0000017⋅100

​

=

0,000002

0,00017

​

=85Ом.

Зараз, маючи значення опору

�

=

85

 

Ом

R=85Ом і напруги

�

=

3

,

4

 

В

U=3,4В, можемо знайти силу струму:

�

=

3

,

4

85

=

0

,

04

 

А

=

40

 

мА

.

I=

85

3,4

​

=0,04А=40мА.

Отже, сила струму в колі становить 40 міліампер (мА).

Объяснение:

Answer 2

Для обох завдань потрібно використовувати закон Ома, який виражає залежність між напругою (U), опором (R) і силою струму (I) в електричному колі:

U = I * R

Задача 02.5: Для визначення сили струму в колі, нам потрібно знати опір провідника і напругу. Опір (R) можна знайти, якщо ми знаємо кількість електронів, які пройшли через переріз провідника.

Дано: Кількість електронів = 2 * 10^16, тобто n = 2 * 10^16. Заряд одного електрона (q) приблизно дорівнює 1.6 * 10^(-19) Кулонів. Отже, сумарний заряд (Q), який пройшов через переріз провідника, дорівнює: Q = n * q Q = (2 * 10^16) * (1.6 * 10^(-19)) Кл Q = 3.2 * 10^(-3) Кл

Тепер ми можемо знайти опір провідника, якщо ми знаємо, що напруга (U) дорівнює 2 В (якщо така інформація не надана, це припущення для розв'язку задачі). Закон Ома виглядає так:

U = I * R

R = U / I R = 2 В / 3.2 * 10^(-3) Кл R ≈ 625 Ом

Отже, опір провідника дорівнює 625 Ом. Тепер ми можемо знайти силу струму:

I = U / R I = 2 В / 625 Ом I ≈ 0.0032 Або 3.2 мА (міліамперів).

Задача 02.6: Дано: Довжина провідника (L) = 100 м, Переріз провідника (A) = 2 мм^2 = 2 * 10^(-6) м^2, Напруга (U) = 3.4 В.

Спочатку знайдемо опір провідника, використовуючи формулу:

R = ρ * (L / A)

Для мідного провідника, специфічний опір (ρ) приблизно дорівнює 1.68 * 10^(-8) Ом * м.

R = (1.68 * 10^(-8) Ом * м) * (100 м / (2 * 10^(-6) м^2)) R = 8.4 Ом

Тепер, застосовуючи закон Ома:

U = I * R

I = U / R I = 3.4 В / 8.4 Ом I ≈ 0.4048 Або 404.8 мА (міліамперів).

Отже, струм, який піде по колу, дорівнює приблизно 0.4048 Або 404.8 мА.