Question

залізний провідник довжиною 20м та площею поперечного перерізу 0,5мм^2 підклбчено до мережі з напругою 32В за якмй час через поперечний переріз цього провідника пройде 4*10^20 електронів

Answer 1

Ответ:

Для вирішення цієї задачі, нам потрібно використати формулу струму:

I = Q/t,

де I - струм, що протікає через провідник, Q - кількість заряду, що протікає через провідник, та t - час, за який цей заряд проходить через провідник.

Кількість заряду, що проходить через поперечний переріз провідника можна визначити, використовуючи формулу:

Q = n * e,

де Q - кількість заряду, n - кількість електронів, що протікають через провідник, та e - заряд електрона.

Отже, знаючи кількість електронів, ми можемо обчислити кількість заряду, що проходить через провідник:

Q = n * e = 410^20 * 1.610^-19 = 6.4*10^1 Кл

Підставляючи дані в формулу струму, ми можемо знайти струм, що протікає через провідник:

I = Q/t

t = Q/I = 6.410^-1 Кл / (0.510^-6 м^2 * 32 В) = 4*10^3 секунд

Отже, заряд 410^20 електронів пройде через поперечний переріз залізного провідника довжиною 20 м та площею поперечного перерізу 0,5 мм^2 за 410^3 секунд

Объяснение:

Answer 2

Щоб вирішити це завдання, ми можемо використати закон Ома, який визначає струм через провідник:

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

де: - \( I \) - струм (ампери), - \( U \) - напруга (вольти), - \( R \) - опір (оми).

Спочатку можемо знайти опір провідника. Опір можна розрахувати за формулою:

\[ R = \frac{\rho \cdot L}{A} \]

де: - \( \rho \) - специфічний опір матеріалу провідника (ом*метр), - \( L \) - довжина провідника (метри), - \( A \) - площа поперечного перерізу провідника (квадратні міліметри, які потрібно перевести у квадратні метри).

Візьмемо специфічний опір заліза при кімнатній температурі, який приблизно дорівнює \( 1.0 \times 10^{-7} \) ом*метр.

\[ \rho = 1.0 \times 10^{-7} \, \text{ом*метр} \]

Тепер переведемо площу поперечного перерізу в квадратні метри:

\[ A = 0.5 \, \text{мм}^2 = 5.0 \times 10^{-7} \, \text{м}^2 \]

Тепер можемо розрахувати опір:

\[ R = \frac{(1.0 \times 10^{-7} \, \text{ом*метр}) \cdot 20 \, \text{м}}{5.0 \times 10^{-7} \, \text{м}^2} \]

Розрахунок:

\[ R = \frac{2.0 \times 10^{-6} \, \text{ом} \cdot \text{м}}{5.0 \times 10^{-7} \, \text{м}^2} = 4.0 \, \text{ом} \]

Тепер, використовуючи закон Ома, можемо знайти струм:

\[ I = \frac{U}{R} = \frac{32 \, \text{В}}{4.0 \, \text{ом}} = 8.0 \, \text{А} \]

Тепер, щоб знайти кількість електронів, які пройшли через провідник протягом певного часу, можемо використати формулу для заліза, де кількість елементарних зарядів \( e \) у 1 кулоні:

\[ Q = I \cdot t \]

де: - \( Q \) - кількість заряду (колони), - \( I \) - струм (ампери), - \( t \) - час (секунди).

Ми можемо визначити кількість елементарних зарядів, використовуючи відомий заряд електрона \( e \approx 1.6 \times 10^{-19} \) колонів:

\[ Q = 8.0 \, \text{А} \cdot t \]

\[ 4 \times 10^{20} \cdot e = 8.0 \, \text{А} \cdot t \]

\[ t = \frac{4 \times 10^{20} \cdot e}{8.0 \, \text{А}} \]

\[ t = \frac{4 \times 10^{20} \cdot 1.6 \times 10^{-19}}{8.0} \]

\[ t = 8.0 \times 10^{1} \, \text{с} \]

Отже, за час \( t = 80 \) секунд через поперечний переріз цього провідника пройде \( 4 \times 10^{20} \) електронів.