Задача по физике. Напряженность электрического поля При ионизации воздуха образовались одновалентные ионы с подвижностями u+ = 1,38 *10^-4 м^2/сек*в, u- = 1,91*10^-4 м^2/сек*в. Определить напряженность электрического поля в воздухе, если концентрация ионов 1,2 *10^15 1/м^3, а плотность тока 1,3 *10^-6 а/м^2.
Напряженность электрического поля можно определить по формуле:
E = j / σ
где j - плотность тока, σ - проводимость среды.
Проводимость среды определяется через подвижности и концентрации ионов:
σ = q (n+ u+ + n- * u-)
где q - заряд иона, n+ и n- - концентрации положительных и отрицательных ионов соответственно.
Подставим данные и решим:
q = 1.6 10^-19 Кл (заряд одновалентного иона)
n+ = n- = 1.2 10^15 1/м^3
u+ = 1.38 10^-4 м^2/с
u- = 1.91 10^-4 м^2/с
σ = 1.6 10^-19 (1.2 10^15 1.38 10^-4 + 1.2 10^15 1.91 10^-4)
σ ≈ 3.83 * 10^-4 С/м
Теперь подставим проводимость в начальную формулу:
E = 1.3 10^-6 / 3.83 10^-4
E ≈ 3.39 В/м
Таким образом, напряженность электрического поля в воздухе равна примерно 3.39 В/м.