Question

К концам медного провода длиной L = 30 м приложена разность потенциалов U = 15 В. Чему равна средняя скорость направленного движения электронов вдоль проводника? Удельное сопротивление меди = 0,017 Ом мм2/м, плотность = 8,9 г/см3, атомная масса А = 64 г/моль

Answer 1

Дано:
Dлина проводника (L) = 30 м
Pазность потенциалов (U) = 15 В
Удельное сопротивление меди (ρ) = 0.017 Ом мм²/м
Плотность меди (d) = 8.9 г/см³
Aтомная масса (A) = 64 г/моль

Найти:
Cреднюю скорость направленного движения электронов вдоль проводника

Решение:
1. Напряженность электрического поля (E):
E = U / L
E = 15 В / 30 м
E = 0.5 В/м

2. Концентрация электронов (n):
n = (d * N_A) / A
n = (8.9 г/см³ * 6.022 * 10^23 моль⁻¹) / 64 г/моль
n ≈ 8.39 * 10^28 м⁻³

3. Подвижность носителей заряда (μ):
μ = 1 / (ρ * n * e)
μ ≈ 1 / (0.017 Ом мм²/м * 8.39 * 10^28 м⁻³ * 1.6 * 10^-19 Кл)
μ ≈ 7.23 * 10^-3 м²/(В·с)

4. Cредняя скорость (v):
v = μ * E
v ≈ 7.23 * 10^-3 м²/(В·с) * 0.5 В/м
v ≈ 3.615 * 10^-3 м/с

Ответ:
Cредняя скорость направленного движения электронов вдоль медного проводника приложенным напряжением равна примерно 3.615 * 10^-3 м/с.