Question

При равномерном нарастании тока в проводнике от нулевого значения за 0,5с через его поперечное сечение S=10мм^2 прошел заряд q=17Кл. Определить среднюю дрейфовую скорость электронов при достигнутой максимальной плотности тока, если их концентрация составила 8,5*10^28 м^-3

Answer 1

Дано t=0,5с    S=10 мм^2  q=17 Кл   n=8,5*10^28 м^3   V- ?

по формуле   I=e*n*V*S

I=q/t
q/t=e*n*V*S
V=q/t*e*n*S=17/0,5*1,6*10^-19*8,5*10^28*10*10^-6  =0,25*10^-3(м/с)=0,25 мм/с

Answer 2

Для решения данной задачи, мы можем использовать формулу связи средней дрейфовой скорости электронов с плотностью тока и концентрацией электронов в проводнике. Формула выглядит следующим образом:

v_d = J / (n * e)

где: v_d - средняя дрейфовая скорость электронов, J - плотность тока, n - концентрация электронов, e - элементарный заряд.

В данной задаче у нас есть следующие данные: J = q / t = 17 Кл / 0.5 с = 34 А/мм^2 (переводим мм^2 в м^2: 34 А/мм^2 * 10^-6 м^2/мм^2 = 34 * 10^-6 А/м^2) n = 8.5 * 10^28 м^-3 e ≈ 1.6 * 10^-19 Кл (элементарный заряд)

Подставляя данные в формулу, получаем:

v_d = (34 * 10^-6 А/м^2) / (8.5 * 10^28 м^-3 * 1.6 * 10^-19 Кл)

v_d ≈ 2.5 * 10^-3 м/с

Таким образом, средняя дрейфовая скорость электронов при достигнутой максимальной плотности тока составляет примерно 2.5 * 10^-3 м/с.