Дано:
Сила тока (I) = 5 A
Площадь сечения проводника (A) = 2 мм² = 2 * 10^-6 м²
Плотность алюминия (ρ) = 2.7 * 10^3 кг/м³
Найти:
Среднюю скорость упорядоченного движения электронов в алюминиевом проводнике
Решение с расчетом:
Сначала мы найдем количество электронов, проходящих через поперечное сечение проводника в единицу времени. Мы уже знаем, что 1 Кл заряда соответствует 1 моль зарядов (6.022 * 10^23 элементарных зарядов).
Количество электронов, проходящих через сечение в единицу времени:
n = I / e
n = 5 A / 1.6 * 10^-19 Кл
n = 3.125 * 10^19 электронов/с
Теперь выразим плотность тока (j) через формулу:
j = I / A
j = 5 A / 2 * 10^-6 м²
j = 2.5 * 10^6 А/м²
Зная плотность тока, мы можем найти скорость упорядоченного движения электронов через формулу плотности тока и плотности вещества:
j = n * e * v
v = j / (n * e)
v = 2.5 * 10^6 А/м² / (3.125 * 10^19 * 1.6 * 10^-19 Кл)
v ≈ 5 * 10^-4 м/с
Ответ:
Средняя скорость упорядоченного движения электронов в алюминиевом проводнике составляет примерно 5 * 10^-4 м/с.