Какова скорость дрейфа электронов внутри медного провода диаметром 5 мм, к которому подается ток 100 А от стартера

Какова скорость дрейфа электронов внутри медного провода диаметром 5 мм, к которому подается ток 100 А от стартера грузовика? Ответ представьте в мм/c. Значение молярной массы меди составляет 63,5 ·10–3 кг/моль.​
Rak_3333

Rak_3333

Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать закон Ома, формула для расчета скорости дрейфа электронов и формулу для расчета плотности заряда.

Первым делом, нам необходимо найти сопротивление провода. Для этого воспользуемся законом Ома:

R=UI

где R - сопротивление провода, U - напряжение, I - сила тока. В нашем случае, сила тока составляет 100 А.

Однако, чтобы вычислить сопротивление, нам нужно знать напряжение на проводе. В условии задачи дано, что провод подключен к стартеру грузовика. Хотя нам не дано значение напряжения, мы можем использовать приближенное значение напряжения аккумулятора автомобиля, которое обычно составляет 12 В. Однако это приближенное значение, и в реальной жизни напряжение может отличаться.

R=12В100А=0,12Ом

Теперь мы можем использовать формулу для расчета скорости дрейфа электронов:

vd=InqA

где vd - скорость дрейфа электронов, I - сила тока, n - концентрация электронов, q - заряд электрона, A - площадь поперечного сечения провода.

Значение концентрации электронов можно найти, пользуясь формулой:

n=NV

где N - количество электронов, V - объем провода.

Площадь поперечного сечения провода можно найти, используя формулу для площади круга:

A=πr2

где r - радиус провода. В данном случае, диаметр провода составляет 5 мм, что означает, что радиус равен половине диаметра:

r=5мм2=2,5мм=0,0025м

Теперь давайте найдем концентрацию электронов. Мы знаем, что молярная масса меди составляет 63,5 · 10^(-3) кг/моль. Чтобы найти концентрацию электронов, нам нужно знать атомный вес меди. Атомный вес меди равен атомной массе, деленной на заряд ядра:

n=Молярная масса медиАтомный вес медиq

Значение заряда электрона q равно 1,6 · 10^(-19) Кл.

n=63,510(3)63,51,610(19)

n6,251028электронов/м3

Теперь, подставив все значения в формулу для скорости дрейфа электронов, мы найдем:

vd=1006,2510281,610(19)π0,00252

После вычислений получаем:

vd4,910(4)мм/c

Таким образом, скорость дрейфа электронов внутри медного провода диаметром 5 мм, по которому протекает ток 100 А, составляет приблизительно 4,9 · 10^(-4) мм/c.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello