37

Медный проводник имеет длинут 500 м и площадь поперечного сечения 0,5 мм 2… а) чему…

14 марта 2023

Медный проводник имеет длинут 500 м и площадь поперечного сечения 0,5 мм 2… а) чему равна сила тока в проводнике при напряжении на его концах 12В? Удельноесопротивление меди 1,7 умножить 10 -8 степени Ом умноженных на м б) Определите скорость упорядоченного движения электронов. Концентрацию свободного движения для меди равной 8,5 умножить на 10 в 28 степени метров в минус 3 степени, а модуль заряда электрона равным 1,6 умножить на 10 в минус 19 степени Кл в) К первому проводнику последовательно подсоединили второй медный проводник вдвое большего диаметра. Какой будет скорость упорядоченного движения электронов во втором проводнике?

категория: физика

70

Решение для вопроса а) Что мы знаем о токе, напряжении и сопротивлении? I=U/R, U=I*RI — ток в Амперах,U — напряжение в ВольтахR — сопротивление в ОмахЧто такое ток величиной в 1 Ампер? Это такой ток, при котором за 1 секунду через проводник проходит заряд в 1 Кулон.1 А=1 Кл/с (1 Ампер равен 1 Кулон в секунду) Что нам известно из условий? U=12 В — напряжениер=1,7*10e-8 Ом*м — удельное сопротивление «ро» (величина сопротивления проводника сечением 1 квадратный метр и длиной 1 метр). Наш проводник имеет сечение S=0,5 мм^2 или 0,0000005 м^2 или 0,5*10e-6 м^2 (в одном кв. Метре 1000000 кв. Миллиметров — 1000*1000) и длину L=500 мПолучаем сопротивление проводникаR=p*L/S=1,7*10e-8*500/0,5*10e-6=0,000000017*500/0,0000005=17 ОмТок тогда будет: I=U/R=12/17 A (0,706… Aмпер) Решение для вопроса б) Сила тока I так же выражается через следующие величины: I=e*n*S*Vсре — заряд электрона, Клn — концентрация электронов, шт/м^3 (штук на кубометр) S — площадь сечения, м^2Vср — средняя скорость упорядоченного движения электронов, м/сПоэтомуVср=I/ (e*n*S)=(12/17) / (1,6*10e-19*8,5*10e+28*0,5*10e-6)=11,657*10e-3 м/с (или 11,657 мм/с) Решение для вопроса в) Рассуждаем аналогично решению а) и б) Сначала нужно найти общий ток (общее сопротивление). Т. К. В условии в) говорится о диаметре, делаем вывод, что все провода круглого сечения. Длина второго провода не указана. Допустим, она тоже 500 м. Площадь круга определяется соотношением: S=(пи*D^2) /4, где D — диаметр круга, пи=3,1415926. Таким образом, при увеличении диаметра вдвое, площадь сечения провода увеличивается вчетверо, при увеличении диаметра втрое, площадь сечения провода увеличивается в девять раз и т.д. итого S2=S1*4=0,5*10e-6*4=2*10e-6 М^2Если площадь сечения провода увеличилась вчетверо, то, при такой же длине, его сопротивление уменьшится вчетверо. Итого R2=R1/4=17/4 Ом=4,25 ОмОбщее сопротивление при последовательном соединении суммируется, поэтомуI=U/R=U/ (R1+R2)=12/ (17+17/4)=48/85=0,5647… . AУпорядоченная скорость электронов для второго проводника тогда будет: Vср=I/ (e*n*S2)=(48/85) / (1,6*10e-19*8,5*10e+28*2*10e-6)=0,02076*10e-3 м/с (или 0,02076 мм/с)

Знаете ответ?

Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее...