Дано:
Длина проводника: L = 45 см = 0.45 м
Напряжение источника питания: U = 36 В
Заряд: q = 40 Кл
Мощность: P = 3,0 Вт
Найти:
Скорость движения электронов по проводнику.
Решение:
Мощность, выделяемая на проводнике, может быть выражена как произведение напряжения на заряд в единицу времени:
P = U * q / t,
где P - мощность, U - напряжение, q - заряд, t - время.
Также известно, что заряд q можно выразить через скорость v и количество электронов n:
q = n * e,
где n - количество электронов, e - заряд электрона (приблизительно 1.6 * 10^-19 Кл).
Количество электронов n можно выразить через плотность тока J и скорость v:
n = J * A * t,
где J - плотность тока, A - площадь поперечного сечения проводника, t - время.
Подставляя в формулу для мощности значение q и подставив n из предыдущего уравнения, получим:
P = U * n * e / t.
Отсюда можно выразить скорость v:
v = U * A / (e * J).
Подставим известные значения и рассчитаем скорость:
v = 36 В * (A / (1.6 * 10^-19 Кл) * 3.0 Вт) ≈ 6.75 * 10^6 м/с.
Ответ:
Скорость движения электронов по проводнику составляет примерно 6.75 * 10^6 м/c.