Какая толщина слоя серебра необходима, чтобы на частоте 1 ГГц сопротивление провода определялось только слоем серебра

Какая толщина слоя серебра необходима, чтобы на частоте 1 ГГц сопротивление провода определялось только слоем серебра, если активное электрическое сопротивление круглого медного провода на переменном токе частотой 100 МГц составляет 4,7 Ом? Известно, что у меди плотность составляет 0,017 мкОм∙м, а у серебра — 0,015 мкОм∙м.
Velvet_4887

Velvet_4887

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать формулу для активного сопротивления провода на переменном токе:

\[R = \frac{{\rho \cdot L}}{{S}}\]

где \(R\) - активное сопротивление, \(\rho\) - удельное сопротивление материала провода, \(L\) - длина провода, а \(S\) - площадь поперечного сечения провода.

Мы знаем, что у меди плотность составляет \(0,017\) мкОм∙м, а у серебра — \(0,015\) мкОм∙м. Исходя из этой информации, давайте выразим удельное сопротивление меди и серебра через площадь поперечного сечения, чтобы исключить переменную длины провода.

Пусть \(R_{\text{меди}}\) и \(R_{\text{серебра}}\) - активные сопротивления медного и серебряного слоев соответственно. Тогда формула для активного сопротивления будет выглядеть следующим образом:

\[R = R_{\text{меди}} + R_{\text{серебра}}\]

Исходя из формулы, можно записать следующее:

\[\frac{{\rho_{\text{меди}} \cdot L}}{{S}} + \frac{{\rho_{\text{серебра}} \cdot L}}{{S_{\text{серебра}}}} = 4,7 \text{ Ом}\]

Мы хотим найти толщину слоя серебра (\(h_{\text{серебра}}\)), поэтому нам нужно выразить площадь поперечного сечения серебра (\(S_{\text{серебра}}\)) через \(h_{\text{серебра}}\) и уже известную площадь поперечного сечения меди (\(S_{\text{меди}}\)).

Площадь поперечного сечения провода можно найти по формуле:

\[S = \pi \cdot r^2\]

где \(r\) - радиус провода.

Пусть \(r_{\text{меди}}\) и \(r_{\text{серебра}}\) - радиусы медного и серебряного слоев соответственно. Тогда площадь поперечного сечения меди и серебра будут выглядеть следующим образом:

\[S_{\text{меди}} = \pi \cdot (r_{\text{меди}})^2\]
\[S_{\text{серебра}} = \pi \cdot (r_{\text{серебра}})^2\]

Для выражения \(S_{\text{серебра}}\) через толщину слоя серебра (\(h_{\text{серебра}}\)) нужно учесть, что радиус серебряного слоя (\(r_{\text{серебра}}\)) будет равен сумме радиуса медного слоя (\(r_{\text{меди}}\)) и толщины слоя серебра (\(h_{\text{серебра}}\)):

\[r_{\text{серебра}} = r_{\text{меди}} + h_{\text{серебра}}\]

Итак, мы получили все необходимые формулы для решения задачи. Теперь давайте подставим все известные значения и найдем толщину слоя серебра (\(h_{\text{серебра}}\)):

\[\frac{{0,017 \cdot L}}{{\pi \cdot (r_{\text{меди}})^2}} + \frac{{0,015 \cdot L}}{{\pi \cdot (r_{\text{меди}} + h_{\text{серебра}})^2}} = 4,7\]

Далее мы можем решить эту уравнение численно или с помощью программы для нахождения корней уравнений. Но без конкретных числовых значений для длины провода и радиуса медного слоя я не могу дать окончательный ответ.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello