Какова сила тока в медном проводнике с площадью поперечного сечения 0,17 мм², если на каждый свободный электрон

Тема: Сила тока в медном проводнике

Объяснение:
Для решения данной задачи нам понадобится использовать формулу для определения силы тока в проводнике:

I = J * A,

где I - сила тока, J - плотность тока, A - площадь поперечного сечения проводника.

Плотность тока (J) можно рассчитать с помощью формулы:

J = σ * E,

где J - плотность тока, σ - удельное сопротивление проводника, E - напряженность электрического поля.

У нас есть информация об удельном сопротивлении меди (σ = 1,7 * 10^-8 ом*м) и силе электрического поля, действующей на каждый свободный электрон проводника (E = 8 * 10^-21 Н).

Теперь мы можем вычислить плотность тока:

J = σ * E = (1,7 * 10^-8 ом*м) * (8 * 10^-21 Н).

Далее, мы можем рассчитать силу тока, используя следующую формулу:

I = J * A = (1,7 * 10^-8 ом*м) * (8 * 10^-21 Н) * (0,17 мм²).

Расчеты удобнее производить в СИ (Системе Международных Единиц), поэтому следует преобразовать площадь поперечного сечения проводника в квадратные метры:

0,17 мм² = 0,17 * 10^-6 м².

Тогда окончательное выражение для силы тока будет:

I = (1,7 * 10^-8 ом*м) * (8 * 10^-21 Н) * (0,17 * 10^-6 м²).

Подставьте числовые значения и произведите вычисления. Результат даст нам силу тока в медном проводнике.

Дополнительный материал:

Задача: Какова сила тока в медном проводнике с площадью поперечного сечения 0,17 мм², если на каждый свободный электрон проводника действует сила 8*10 в -21 Н от электрического поля? Удельное сопротивление меди составляет 1,7*10 в -8 ом*м.

Решение:
Выразим плотность тока (J):
J = σ * E = (1,7 * 10^-8 ом*м) * (8 * 10^-21 Н).

Преобразуем площадь поперечного сечения проводника в квадратные метры:
A = 0,17 мм² = 0,17 * 10^-6 м².

Теперь можем вычислить силу тока:
I = J * A = (1,7 * 10^-8 ом*м) * (8 * 10^-21 Н) * (0,17 * 10^-6 м²).

Подставим числовые значения и выполним вычисления:
I = 2,312 * 10^-34 А.

Таким образом, сила тока в медном проводнике составляет 2,312 * 10^-34 А.

Совет: Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется вспомнить определение плотности тока, удельного сопротивления проводника и принцип работы электрического поля. Также полезно понимать, какие единицы измерения используются в электрических расчетах.

Проверочное упражнение:
Сила электрического поля, действующая на свободные электроны в проводнике, равна 9 * 10^-20 Н. Известно, что удельное сопротивление материала проводника составляет 2,5 * 10^-8 ом*м. Площадь поперечного сечения проводника равна 0,2 мм². Найдите силу тока в проводнике.