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
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:
где - сопротивление провода, - напряжение, - 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.
Теперь мы можем использовать формулу для расчета скорости дрейфа электронов:
где - скорость дрейфа электронов, - сила тока, - концентрация электронов, - заряд электрона, - площадь поперечного сечения провода.
Значение концентрации электронов можно найти, пользуясь формулой:
где - количество электронов, - объем провода.
Площадь поперечного сечения провода можно найти, используя формулу для площади круга:
где - радиус провода. В данном случае, диаметр провода составляет 5 мм, что означает, что радиус равен половине диаметра:
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:
Значение заряда электрона равно 1,6 · 10^(-19) Кл.
Теперь, подставив все значения в формулу для скорости дрейфа электронов, мы найдем:
После вычислений получаем:
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.
Первым делом, нам необходимо найти сопротивление провода. Для этого воспользуемся законом Ома:
где
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.
Теперь мы можем использовать формулу для расчета скорости дрейфа электронов:
где
Значение концентрации электронов можно найти, пользуясь формулой:
где
Площадь поперечного сечения провода можно найти, используя формулу для площади круга:
где
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:
Значение заряда электрона
Теперь, подставив все значения в формулу для скорости дрейфа электронов, мы найдем:
После вычислений получаем:
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?