Вмедной проволоке диаметром 1 мм течёт ток 0,5 а. найдите среднюю скорость движения электронов в проволоке (такую скорость часто называют дрейфовой скоростью).

Maria2005y Maria2005y    1   18.08.2019 05:20    3

Ответы
Хафиза1 Хафиза1  31.08.2020 17:37
Пусть дрейфовая скорость электронов составляет    v .    Рассмотрим небольшой промежуток времени    \tau .    За этот промежуток каждый электрон в среднем пройдёт расстояние    v \tau .    Теперь рассмотрим цилиндрический фрагмент провода длиной    v \tau .    Все    N_e    электронов проводимости этого объёма провода, за время    \tau    выйдут из этого цилиндрического объёма через одно из его оснований, создав ток:

I = \frac{ N_e e }{ \tau } \ ;

Число электронов проводимости    N_e    в объёме цилиндра можно найти, как:

N_e = z N_C \ ,    где    N_C    – число атомов в объёме рассматриваемого медного цилиндра, а    z    – валентность меди.

N_C = \nu N_A = \frac{m}{\mu} N_A = \frac{ \rho V }{\mu} N_A = \frac{ \rho S v \tau }{\mu} N_A = \frac{ \pi \rho D^2 v \tau }{ 4 \mu } N_A \ ,

N_e = z N_C = \frac{ \pi \rho D^2 v \tau }{ 4 \mu } z N_A \ ,

I = \frac{ N_e e }{ \tau } = \frac{ \pi \rho D^2 v \tau }{ 4 \mu \tau } z e N_A = \frac{ \pi \rho D^2 }{ 4 \mu } z v e N_A \ ;

v = \frac{ 4 \mu I }{ \pi \rho D^2 z e N_A } \approx \frac{ 4 \cdot 0.064 \cdot 0.5 }{ \pi 8.9 \cdot 0.001^2 \cdot 1.6 \cdot 10^{-19} \cdot 6 \cdot 10^{23} } \approx \frac{40}{ 267 \pi } \approx 4.8    см/с .
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика