Question

Скільки електронів проходить через поперечний переріз провідника за 2 хвилини 40 секунд ,якщо його опір становить 10 Ом, а напруга на кінцях провідника дорівнює 5В ?.Вважати ,що значення елементарного заряду дорівнює 1,6 ×10−19 Кл.​

Answer 1

Щоб визначити кількість електронів, що проходять через поперечний переріз провідника за 2 хвилини 40 секунд, ми можемо використати формулу:

I = V / R

де I - сила струму, що протікає через провідник,

V - напруга на кінцях провідника,

R - опір провідника.

Підставляючи відповідні значення, маємо:

I = 5 В / 10 Ом = 0,5 А

Тепер ми можемо визначити кількість електронів, що проходять через провідник за 2 хвилини 40 секунд. Якщо за одну секунду проходить I кулюмб електричного заряду, то за 2 хвилини 40 секунд проходить:

Q = I * t = 0,5 А * (2 * 60 + 40) с = 70 Кл

Кількість елементарних зарядів, що містяться в Q кулямбах, можна визначити, поділивши Q на заряд електрона:

n = Q / e = 70 Кл / (1,6 * 10^-19 Кл) = 4,375 * 10^20

Отже, кількість електронів, що проходять через поперечний переріз провідника за 2 хвилини 40 секунд, становить близько 4,375 * 10^20.

Answer 2

Звідси можна скористатися формулою для визначення сили струму в електричному колі:

\[ I = \frac{U}{R} \]

де: \( I \) - сила струму (в амперах), \( U \) - напруга (в вольтах), \( R \) - опір (в омах).

У вашому випадку, ви вже маєте значення напруги (\( U = 5 \, \text{В} \)) і опору (\( R = 10 \, \Omega \)). Тепер можна знайти силу струму:

\[ I = \frac{5 \, \text{В}}{10 \, \Omega} = 0.5 \, \text{А} \]

Отже, сила струму в цьому провіднику дорівнює 0.5 ампера.

Тепер, щоб знайти кількість електронів, які пройшли через провідник, можна скористатися формулою, яка пов'язує силу струму з кількістю зарядів, що пройшли через переріз провідника протягом певного часу:

\[ Q = I \cdot t \]

де: \( Q \) - кількість заряду (в кулонах), \( I \) - сила струму (в амперах), \( t \) - час (в секундах).

Знаємо силу струму (\( I = 0.5 \, \text{А} \)) і час (\( t = 2 \, \text{хвилини} \cdot 60 \, \text{секунд} + 40 \, \text{секунд} = 160 \, \text{секунд} \)). Тепер можна знайти кількість заряду:

\[ Q = 0.5 \, \text{А} \cdot 160 \, \text{с} = 80 \, \text{Кл} \]

Оскільки відомо, що значення елементарного заряду \( e \) дорівнює \( 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \), можна знайти кількість електронів за формулою:

\[ \text{Кількість електронів} = \frac{Q}{e} = \frac{80 \, \text{Кл}}{1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}} \approx 5 \times 10^{19} \]

Отже, при цьому струмі пройшла приблизно \( 5 \times 10^{19} \) електронів через переріз провідника протягом вказаного часу.