Question

если площадь поперечного сечения проводника 10 мм^2, концентрация свободных электронов 2*10^28 м*-3 и по проводнику протекает ток 3,2 А, то свободные электроны движутся со скоростью...?

Answer 1

I=e*n*v*s    I=3,2 А   n=2*10²⁸ 1/m³  -  концентрация свободных электронов
   s=10 мм²= 10⁻⁵м²  v искомая средняя скорость дрейфа.   e=1.6*10⁻¹⁹ К
v=3,2/(1.6*10⁻¹⁹*2*10²⁸*10⁻⁵)=3,2/3,2*10⁴=10⁻⁴ м/сек

Answer 2

Свободные электроны в проводнике движутся со средней скоростью, которая зависит от плотности тока. Плотность тока равна отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника:

j = I / A,

где j - плотность тока, I - сила тока, A - площадь поперечного сечения проводника.

В данном случае площадь поперечного сечения проводника равна 10 мм^2, что составляет 10 * 10^-6 м^2.

Плотность тока равна 3,2 А / 10 * 10^-6 м^2 = 3,2 * 10^6 А/м^2.

Свободные электроны движутся со скоростью, которая связана с плотностью тока по формуле:

v = j / n * e,

где v - скорость свободных электронов, n - концентрация свободных электронов, e - элементарный заряд.

В данном случае концентрация свободных электронов равна 2 * 10^28 м^-3.

Скорость свободных электронов равна (3,2 * 10^6 А/м^2) / (2 * 10^28 м^-3 * 1,6 * 10^-19 Кл) ≈ 1 м/с.

Таким образом, свободные электроны в данном проводнике движутся со средней скоростью около 1 м/с.