Как узнать сколько времени требуется электронам, чтобы добраться от автомобильного аккумулятора до двигателя? Будем считать, что ток составляет 300 А, и электроны проходят через медный провод с площадью поперечного сечения 0,21 см2 и длиной 0,85 м. Количество носителей заряда в одном кубометре составляет 8,49⋅1028. Заряд электрона по модулю равен e = 1,6⋅10−19 Кл. Ответ выразите в минутах, округлите до десятых.

Question

Фока

5 год назад

ОТВЕТЫ

Snezhanka

Oct 7, 2020

I=300 A;

S=0.21 см²;

L=0.85 м;

n=8.49*10²⁸ м⁻³;

e=1.6*10⁻¹⁹ Кл;

_____________

Найти t

S=0.21*10⁻⁴ м²

Очевидно, что за некоторое время t, через поперечное сечение проводника пройдут все электроны, содержащиеся в объеме (v - скорость дрейфа):

$displaystyle V=Svt$

Суммарный заряд этих электронов:

$displaystyle q=Ne=nVe=nSvte$

Сила тока:

$displaystyle I=frac{q}{t}=nSve$

Откуда, скорость дрейфа:

$displaystyle v=frac{I}{nSe}$

Время, необходимое для прохождения вдоль всей длины провода:

$displaystyle t=frac{L}{v}= frac{LnSe}{I}$

Выполним подстановку и расчет:

$displaystyle t=frac{0.85*8.49*10^{28}*0.21*10^{-4}*1.6*10^{-19}}{300}=808$ с или 13,5 минут

358