Сила тока. Средняя скорость направленного движения электронов.

В проводнике, площадь поперечного сечения которого 1 мм², сила тока 1,6 А. Концентрация электронов в проводнике 10²³м^-3 при температуре 20 °С. Найдите среднюю скорость направленного движения электронов и сравните ее с тепловой скоростью электронов.

Дано:

S = 1 мм²

I = 1,6А

n= 10²³ м^-3

T = 20ºC

m = 9,1*10^-31 кг

V — ?

Решение:

Δq = q₀nSvt ⇔ Δq/t = I = q₀nSvt ⇔ v = I/q₀nS,

v = 1,6/ 10²³ м^-3 * 10^-6м² * 1,6 * 10^-19 Кл = 100 м/с

Чтобы рассчитать скорость теплового движения частиц «электронного газа» воспользуемся формулой:

mV²_T/2 = 3/2kT ⇒ V_T = √(3kT/m₂) = √(3 * 1,38 * 10^-23 кДж/кг * 293 К/9,1 * 10^-31 кг) = 11,5*10³ м/с

Ответ:

V = 100 м/с.