a) W odcinku przewodu o długości 1 cm, w którym płynie prąd o natężeniu 8 A, znajduje się 10^21 swobodnych elektronów. Prędkość dryfu elektronów jest równa: (w mm/s)
b) W odcinku przewodu o długości 1 cm znajduje się 10^20 swobodnych elektronów, które przemieszczają się z prędkością dryfu 0,1 mm/s. Natężenie prądu w przewodzie jest równe:
b) W odcinku przewodu o długości 1 cm znajduje się 10^20 swobodnych elektronów, które przemieszczają się z prędkością dryfu 0,1 mm/s. Natężenie prądu w przewodzie jest równe:
Verified answer
Prędkość dryfu elektronów w przewodniku
A)
v ≈ 0,05 mm/s
Dane:
l = 1 cm = 0,01 m
I = 8 A
N = 10²¹
Szukane:
v = ?
Rozwiązanie:
Ponieważ w przewodzie płynie prąd, elektrony znajdujące się na jego powierzchni zaczynają poruszać się w sposób uporządkowany. Jest to spowodowane przez powstanie pola elektrycznego wokół przewodnika.
Ładunek, jaki przenosić będą elektrony jest sumą ładunków wszystkich dryfujących elektronów, przez dany obszar. Natężenie prądu jest całkowitym ładunkiem elektronów, który przemiści się przez ten obszar w czasie.
Korzystając ze wzoru na sumaryczny ładunek przepływających elektronów, policzmy czas przepływu prądu przez dany obszar:
Dane podstawmy do wzoru na prędkość dryfu strumienia elektronów w danym odcinku przewodnika:
B)
I ≈ 62,5 A
Dane:
l = 1 cm = 0,01 m
N = 10²⁰
v = 0,1 mm/s = 0,0001 m/s
Szukane:
I = ?
Rozwiązanie:
Skorzystajmy z tego samego wzoru na natężenie prądu, co w poprzedniym podpunkcie: