Question

Определите среднюю скорость направленного движения электронов вдоль медного проводника при плотности тока j= 1 A/мм”, если считать, что на каждый атом приходится один свободный электрон. Прошу поподробнее ответ

Answer 1

Ответ:

Надеюсь помогла всем

Answer 2

Средняя скорость направленного движения электронов вдоль медного проводника при заданной плотности тока можно вычислить, используя закон сохранения заряда и предполагая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон.

Сначала нам нужно перейти от плотности тока в миллиамперах на миллиметр к системе единиц Международной системы (СИ), где все единицы измерения будут соответствовать базовым единицам СИ.

1 Ампер (A) = 1 Кулон в секунду (C/s) 1 мм² (квадратный миллиметр) = 1e-6 м² (квадратный метр)

Таким образом, чтобы перейти от плотности тока j = 1 A/мм² к СИ, нужно умножить на 1e-6:

j = 1 A/мм² * 1e-6 м²/мм² = 1e-6 A/м²

Теперь, чтобы найти среднюю скорость электронов в проводнике, мы можем использовать формулу для плотности тока (I) в терминах заряда (q) и средней скорости (v):

I = n * q * v

где: I - плотность тока (в Амперах на квадратный метр, А/м²) n - концентрация свободных электронов (на каждый атом приходится один свободный электрон) q - заряд электрона (в Кулонах, C) v - средняя скорость электронов (в метрах в секунду, м/с)

Заряд электрона q равен примерно 1.60219e-19 Кулона.

Теперь мы можем решить эту формулу для средней скорости электронов v:

v = I / (n * q)

Подставляем известные значения:

v = (1e-6 A/м²) / ((1 свободный электрон на каждый атом) * (1.60219e-19 Кулона))

v ≈ 6.2415e12 м/с

Средняя скорость направленного движения электронов вдоль медного проводника при плотности тока 1 A/мм² (с одним свободным электроном на каждый атом) составляет примерно 6.2415e12 метров в секунду. Это очень высокая скорость, близкая к скорости света в вакууме.