Сборник задач по ядерной физике Ядерная реакция Законы сохранения импульсная диаграмма Термоядерная реакция фотоэффект Эффект Комптона Закон Кирхгофа Волновая функция Уравнение Шрёдингера Длина волны Дебройля Волновые пакеты Туннельный эффект Оператор энергии Оператор импульса

ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК начало

Примеры решения задач

Пример 1. По железному проводнику, диаметр d сечения которого равен 0,6 мм, течет ток 16 А. Определить сpeднюю скорость <υ> направленного движения электронов, считая, что концентрация n свободных электронов равна концентрации п' атомов проводника. Р е ш е н и е. Средняя скорость направленного (упорядочен­ного) движения электронов определяется по формуле

<υ>=l/t, (1)

где t- время, в течение которого все свободные электроны, нахо­дящиеся в отрезке проводника между сечениями I и II, пройдя че­рез сечение II (рис. 20.1), перенесут заряд Q=eN и создадут –ток

  (2)

где е - элементарный заряд; N- число электронов в отрезке проводника; l- его длина.

Число свободных электронов в отрезке проводника объемом V можно выразить следующим образом:

N=nV=nlS, (3)

где S - площадь сечения.

По условию задачи, п=п'. Следовательно,

 (4)

где NA - постоянная Авогадро; Vm - молярный объем металла; М - молярная масса металла; ρ - его плотность.

Подставив последовательно выражения п из формулы (4) в ра­венство (3) и N из формулы (3) в равенство (2), получим

Отсюда найдем

Подставив выражение l в формулу (1), сократив на t и выразив площадь S сечения проводника через диаметр d, найдем среднюю скорость направленного движения электронов:

 (5)

Произведем по этой формуле вычисления:

Решение задач по физике, электротехнике, математике