Яку середню швидкість упорядкованого руху електронів у провіднику можна визначити, знаючи, що до кінця сталевого

Для вычисления средней скорости упорядоченного движения электронов в проводнике, нам необходимо знать значение тока, текущего через проводник. Сначала найдем это значение, используя закон Ома.

Закон Ома гласит, что ток \(I\) через проводник пропорционален напряжению \(V\), приложенному к проводнику, и обратно пропорционален сопротивлению \(R\), то есть \(I = \frac{V}{R}\).

Подставим известные значения в формулу:
\[I = \frac{3{,}6 \, \text{В}}{2{,}4 \, \text{Ом}} = 1{,}5 \, \text{А}\]

Далее, чтобы вычислить среднюю скорость \(v\), нам нужно знать плотность тока \(J\), вспомним, что плотность тока определяется как отношение тока \(I\) к площади поперечного сечения проводника \(A\), то есть \(J = \frac{I}{A}\).

Подставим известные значения в формулу:
\[J = \frac{1{,}5 \, \text{А}}{1 \, \text{мм}^2}\]

В данном случае, имеется площадь поперечного перереза проводника \(A\) в квадратных миллиметрах, поэтому для дальнейших расчетов, нам потребуется преобразовать данную площадь в квадратные метры.

Площадь поперечного сечения проводника можно перевести из квадратных миллиметров в квадратные метры, поделив значение площади на \(10^6\).

\[J = \frac{1{,}5 \, \text{А}}{1 \, \text{мм}^2 \times 10^6} = 1{,}5 \times 10^{-6} \, \text{А/м}^2\]

Так как плотность тока \(J\) равна концентрации электронов \(n\) умноженной на среднюю скорость электронов \(v\), то есть \(J = n \times v\), можем выразить среднюю скорость \(v\):
\[v = \frac{J}{n}\]

Подставим известные значения в формулу:
\[v = \frac{1{,}5 \times 10^{-6} \, \text{А/м}^2}{4 \times 10^{28} \, \text{м}^{-1}}\]

Для удобства расчетов выразим числитель и знаменатель в научной форме:
\[v = \frac{1{,}5}{4} \times \frac{10^{-6}}{10^{28}} \, \text{м/с}\]

Сократим числитель и знаменатель и упростим выражение, используя свойства степеней:
\[v = 0{,}375 \times 10^{-6-28} \, \text{м/с}\]
\[v = 0{,}375 \times 10^{-34} \, \text{м/с}\]
\[v = 3{,}75 \times 10^{-35} \, \text{м/с}\]

Итак, средняя скорость электронов в проводнике составляет \(3{,}75 \times 10^{-35} \, \text{м/с}\).