Question

У металевому провіднику завдовжки 10 см і з площею поперечного перерізу 0,4 см² тече струм силою 80 А . Якою є середня швидкість напрямленого руху електронів у провіднику , якщо в кожному кубічному сантиметрі провідника міститься 2,5 * 10²² вільних електронів? ​

Answer 1

Формула связи силы тока J и плотности тока j: J = j·S ⇒ j = J/S,  где

S = 0,4 см² = 0,4·10⁻⁴ м² - площадь поперечного сечения проводника.

С другой стороны плотность тока в скалярной форме связана со средней скоростью частиц υ, их зарядом q (в нашем случае рассматриваемые частицы - электроны) и их концентрацией n следующим образом: j = n·q·υ, где q = IeI - модуль заряда электрона,

IeI = 1,6·10⁻¹⁹ Кл, n = 2,5·10²² см⁻³ = 2,5·10²⁸ м⁻³ ⇒ средняя скорость направленного движения электронов равна: υ = j/(n·q) = J/(S·n·q) =

80/(0,4·10⁻⁴·2,5·10²⁸·1,6·10⁻¹⁹) = 50·10⁻⁵ = 5·10⁻⁴ м/с