Question

Сила тока в проводнике площадь поперечного сечения которого 0.2мм равна 1а. концентрация свободных электронов в проводнике 5*10^-28 м^-3. определите среднюю скорость упорядонного перемещения электронов в этом проводнике.

Answer 1

I=enVs V=I/(ens) = 1/(1.6*10'-19*5*10'-28*2*10'-5) = 52*10^54 м/с. Вообще задаче некорректна, или же не правильно условия даны, тк скорость больше скорости света получилась

Answer 2

Для определения средней скорости упорядоченного перемещения электронов в проводнике, нам понадобится использовать формулу связи силы тока с плотностью электронного тока и концентрацией носителей заряда.

Сначала выразим плотность электронного тока \( j \):

\[ j = nev \]

где: \( j \) - плотность электронного тока, \( n \) - концентрация свободных электронов, \( e \) - заряд электрона, \( v \) - средняя скорость упорядоченного перемещения электронов.

Формула для силы тока:

\[ I = j \cdot A \]

где: \( I \) - сила тока, \( A \) - площадь поперечного сечения проводника.

Мы знаем, что сила тока (\( I \)) равна 1 Ампер, а площадь (\( A \)) равна \( 0.2 \, \text{мм}^2 = 0.2 \times 10^{-6} \, \text{м}^2 \).

Переведем \( 0.2 \, \text{мм}^2 \) в метры:

\[ 0.2 \times 10^{-6} \, \text{м}^2 = 2 \times 10^{-7} \, \text{м}^2 \]

Теперь подставим известные значения в формулу:

\[ I = j \cdot A \] \[ 1 = (5 \times 10^{-28} \, \text{м}^{-3}) \cdot (e \cdot v) \cdot 2 \times 10^{-7} \, \text{м}^2 \]

Мы знаем, что заряд электрона (\( e \)) равен \( 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \).

\[ 1 = (5 \times 10^{-28} \, \text{м}^{-3}) \cdot (1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \cdot v \cdot 2 \times 10^{-7} \, \text{м}^2 \] \[ v = \frac{1}{(5 \times 10^{-28} \, \text{м}^{-3}) \cdot (1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \cdot 2 \times 10^{-7} \, \text{м}^2} \]

Теперь вычислим \( v \):

\[ v = \frac{1}{(5 \times 10^{-28}) \times (1.6 \times 10^{-19}) \times 2 \times 10^{-7}} \] \[ v \approx 3.125 \times 10^{-3} \, \text{м/с} \]

Таким образом, средняя скорость упорядоченного перемещения электронов в этом проводнике составляет приблизительно \( 3.125 \times 10^{-3} \, \text{м/с} \).