Электрический ток в проводнике
1. Определите скорость движения электронов в металлическом проводнике с сечением 0,5 см2, через который протекает
1. Определите скорость движения электронов в металлическом проводнике с сечением 0,5 см2, через который протекает ток силой 12 А, если в каждом см3 проводника насчитывается 5 • 1021 электрон проводимости. Учтите, что заряд электрона равен 1,6 • 10-19 Кл.
2. Какое расстояние пройдут электроны в металлическом проводнике с сечением 0,5 см2 при силе тока 3 А в течение 10 секунд, если концентрация электронов проводимости составляет 4 • 1028 м-3?
3. Какая температура спирали лампы на цоколе с надписью "220 В, 40 Вт" при комнатной температуре (+20 °C), если сопротивление спирали составляет 175 Ом?
2. Какое расстояние пройдут электроны в металлическом проводнике с сечением 0,5 см2 при силе тока 3 А в течение 10 секунд, если концентрация электронов проводимости составляет 4 • 1028 м-3?
3. Какая температура спирали лампы на цоколе с надписью "220 В, 40 Вт" при комнатной температуре (+20 °C), если сопротивление спирали составляет 175 Ом?
11.12.2023 21:15
Написать свой ответ:
Пояснение:
Электрический ток - это направленное движение электрических зарядов. В металлических проводниках ток осуществляется за счет движения электронов проводимости. Для вычисления скорости движения электронов и расстояния, пройденного ими в проводнике, нам понадобятся следующие формулы:
Скорость движения электронов:
v = I / (n * A * e),
где:
v - скорость движения электронов,
I - сила тока,
n - количество электронов проводимости в 1 м3 материала,
A - площадь поперечного сечения проводника,
e - заряд электрона.
Расстояние, пройденное электронами:
s = v * t,
где:
s - расстояние,
t - время.
Дополнительный материал:
1. Для определения скорости движения электронов в металлическом проводнике с сечением 0,5 см2 и силой тока 12 А, у нас уже есть данные о заряде электрона (1,6 • 10-19 Кл) и количестве электронов проводимости (5 • 1021).
Решение:
v = (12 А) / (5 • 1021 электронов/м3 * 0,5 см2 * (1,6 • 10-19 Кл))
= 1,5 • 105 м/с.
Скорость движения электронов в данном проводнике составляет 1,5 • 105 м/с.
2. Для вычисления расстояния, которое пройдут электроны в металлическом проводнике с сечением 0,5 см2 при силе тока 3 А в течение 10 секунд, учитывая концентрацию электронов проводимости (4 • 1028 м-3), мы используем формулу расстояния и все предоставленные данные.
Решение:
v = (3 А) / (4 • 1028 электронов/м3 * 0,5 см2 * (1,6 • 10-19 Кл))
= 9,375 • 106 м/с.
s = (9,375 • 106 м/с) * 10 секунд
= 9,375 • 107 м.
Электроны в данном проводнике пройдут расстояние в 9,375 • 107 м.
Совет:
Для лучшего понимания электрического тока и его характеристик рекомендуется изучить основные понятия, такие как электрическая сила тока, плотность тока, электрическое напряжение, а также правила Кирхгофа и законы Ома.
Задача для проверки:
1. Определите скорость движения электронов в металлическом проводнике с сечением 1 см2 и силой тока 6 А, если в каждом м3 проводника насчитывается 3 • 1022 электрона проводимости.
2. Какое расстояние пройдут электроны в металлическом проводнике с сечением 0,2 см2 при силе тока 8 А в течение 5 секунд, если концентрация электронов проводимости составляет 2 • 1027 м-3?