По проводнику поперечным сечением S = 1 мм2 течёт ток силой I = = 240 мА. Концентрация свободных электронов, участвующих в создании тока в проводнике, n = 5·1022 см−3. Считая, что все свободные электроны движутся с одинаковой средней скоростью, найдите эту среднюю скорость v и сравните её со скоростью распространения электромагнитного поля в проводнике, которую можете принять равной скорости света в вакууме.
По проводнику поперечным сечением S = 1 мм2 течёт ток силой I = = 240 мА. Концентрация свободных электронов, участвующих в создании тока в проводнике, n = 5·1022 см−3. Считая, что все свободные электроны движутся с одинаковой средней скоростью, найдите эту среднюю скорость v и сравните её со скоростью распространения электромагнитного поля в проводнике, которую можете принять равной скорости света в вакууме.
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для начала найдем объем проводника, через который проходит ток:
V = S * L,
где L - длина проводника.
Также найдем количество заряда, протекающего через проводник за время t:
Q = I * t,
где I - сила тока.
Зная, что количество заряда равно произведению электронного заряда e на количество свободных зарядов n и объем проводника V:
Q = e n V
Отсюда можем выразить среднюю скорость электронов:
v = I t / (e n * S)
Теперь воспользуемся тем, что скорость распространения электромагнитного поля в проводнике равна скорости света в вакууме:
c = 3*10^8 м/c
Сравним среднюю скорость движения электронов v с скоростью света c:
v = I t / (e n S) = 240 мА t / (1,6 10 ^ (-19) Кл 5 10 ^ 22 см ^ (-3) 1 мм ^ 2 10 ^ (-6) м ^ 2) = 3,75 10 ^ 5 м/с
Как видно, средняя скорость движения электронов (3,75 10^5 м/с) значительно меньше скорости света (3 10^8 м/с).