Визначте силу і густину струму у металевому провіднику з площею поперечного перерізу 50 мм^2, швидкістю руху електронів
Визначте силу і густину струму у металевому провіднику з площею поперечного перерізу 50 мм^2, швидкістю руху електронів провідності 0,282 мм/с, та концентрацією електронів 7,9 * 10^27 м^-3.
20.10.2024 03:23
1. Сила тока (I) определяется как произведение плотности тока (J) и площади поперечного сечения проводника (A).
I = J * A
2. Плотность тока (J) определяется как отношение концентрации заряда (n) к скорости движения (v).
J = n * v
Решение:
1. Найдем плотность тока (J), используя данные из задачи:
J = (7,9 * 10^27 м^-3) * (0,282 мм/с)
2. Переведем миллиметры в метры, чтобы получить единицы измерения согласованными:
J = (7,9 * 10^27 м^-3) * (0,282 * 10^-3 м/с)
3. Выполним вычисления:
J = 2,2258 * 10^24 А/м^2
4. Теперь, используя плотность тока (J) и площадь поперечного сечения проводника (A = 50 мм^2), найдем силу тока (I):
I = (2,2258 * 10^24 А/м^2) * (50 * 10^-6 м^2)
5. Выполним вычисления:
I = 1,1129 * 10^20 А
6. Таким образом, сила тока в данном металлическом проводнике равна 1,1129 * 10^20 А.
7. Также, обратите внимание, что задача просит также определить плотность тока (J). Мы рассчитали ее в пункте 3, и она равна 2,2258 * 10^24 А/м^2.
Задание:
Найдите силу тока и плотность тока в проводнике с площадью поперечного сечения 30 мм^2, скоростью руха электронов проводимости 0,4 мм/с и концентрацией электронов 2 * 10^28 м^-3.