Question

У кожному кубічному сантиметрі всередині провідника міститься 2·10^20 вільних електронів. З якою середньою швидкістю електрони упорядковано рухаються по провіднику, якщо сила струму в ньому дорівнює 8 А? Площа поперечного перерізу провідника становить 1 мм²

Answer 1

Ответ:

0,25м/с

Объяснение:

Answer 2

Для вирішення цього завдання використаємо формулу для знаходження середньої швидкості електронів у провіднику, знаючи кількість вільних електронів у одному кубічному сантиметрі та силу струму:

$I = n \cdot A \cdot e \cdot v$

де:

• $I$ - сила струму (8 А),
• $n$ - концентрація вільних електронів (2·10^20 електронів/см³, що можна перевести у кубічний сантиметр: $2·10^20 \, \text{електронів/cm³} = 2·10^{20} \, \text{електронів/(1 cm}^3$ $= 2·10^{20} \, \text{електронів/(1 cm}^3 = 2·10^{20} \, \text{електронів/(1 cm}^3)$),
• $A$ - площа поперечного перерізу провідника (1 мм², або $1 \times 10^{-6} \, \text{м}^2$ при переведенні у метри: $1 \times 10^{-6} \, \text{м}^2$),
• $e$ - заряд елементарного електрону ($1.602176634 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$),
• $v$ - середня швидкість руху електронів.

Ми шукаємо $v$, тому перепишемо формулу для $v$:

$v = \frac{I}{n \cdot A \cdot e}$

Підставимо відомі значення:

$v = \frac{8 \, \text{А}}{2·10^{20} \, \text{електронів/(см}^3) \times 1 \times 10^{-6} \, \text{м}^2 \times 1.602176634 \times 10^{-19} \, \text{Кл/електрон}}$

Обчислимо:

$v \approx \frac{8}{3.204353268 \times 10^{-5}} \, \text{м/с} \approx 2.496 × 10^5 \, \text{м/с}$

Отже, середня швидкість електронів упорядкованого руху по провіднику становить приблизно $2.496 × 10^5 \, \text{м/с}$.