Чтобы ответить на этот вопрос, нам понадобятся две формулы:
1. Сила тока (I) равна отношению напряжения (U) к сопротивлению (R). В нашем случае сопротивление равно R = ρ * (L/S), где ρ - удельное сопротивление материала проводника, L - длина проводника, а S - его площадь поперечного сечения. Так как мы ищем среднюю скорость направленного движения свободных электронов, то можем использовать формулу: I = n * e * v, где n - концентрация свободных электронов в единице объема (1028 м-3), e - элементарный электрический заряд (1,6 * 10^-19 Кл), а v - средняя скорость направленного движения свободных электронов. Подставим известные значения:
0,3 = (1028) * (1,6 * 10^-19) * v.
2. Площадь поперечного сечения проводника можно найти, зная его диаметр (d): S = (π * d^2) / 4.
Теперь мы можем решить задачу.
1. Найдем площадь поперечного сечения проводника:
S = (π * d^2) / 4. По условию сечение проводника равно 1,5 мм^2, то есть 0,0015 мм^2. Нам нужно перевести это в метры, для этого поделим на 10^6:
S = 0,0015 / (10^6) = 1,5 * 10^-9 м^2.
2. Теперь найдем сопротивление проводника, используя формулу сопротивления R = ρ * (L/S). Здесь ρ - удельное сопротивление материала проводника. Значение удельного сопротивления может быть дано в условии задачи или необходимо использовать данные из таблиц. Предположим, что удельное сопротивление меди (основной материал проводника) равно 1,7 * 10^-8 Ом * м:
R = (1,7 * 10^-8) * (L / (1,5 * 10^-9)).
3. Теперь найдем среднюю скорость направленного движения свободных электронов, подставив известные значения в уравнение I = n * e * v.
0,3 = (1028) * (1,6 * 10^-19) * v.
Итак, у нас есть два уравнения:
(1) R = (1,7 * 10^-8) * (L / (1,5 * 10^-9)).
(2) 0,3 = (1028) * (1,6 * 10^-19) * v.
Теперь выразим L из первого уравнения:
L = (R * (1,5 * 10^-9)) / (1,7 * 10^-8).
Подставим выражение для L во второе уравнение и найдем среднюю скорость направленного движения свободных электронов:
0,3 = (1028) * (1,6 * 10^-19) * v.
Теперь остается только подставить известные значения и решить уравнение для v.
1. Сила тока (I) равна отношению напряжения (U) к сопротивлению (R). В нашем случае сопротивление равно R = ρ * (L/S), где ρ - удельное сопротивление материала проводника, L - длина проводника, а S - его площадь поперечного сечения. Так как мы ищем среднюю скорость направленного движения свободных электронов, то можем использовать формулу: I = n * e * v, где n - концентрация свободных электронов в единице объема (1028 м-3), e - элементарный электрический заряд (1,6 * 10^-19 Кл), а v - средняя скорость направленного движения свободных электронов. Подставим известные значения:
0,3 = (1028) * (1,6 * 10^-19) * v.
2. Площадь поперечного сечения проводника можно найти, зная его диаметр (d): S = (π * d^2) / 4.
Теперь мы можем решить задачу.
1. Найдем площадь поперечного сечения проводника:
S = (π * d^2) / 4. По условию сечение проводника равно 1,5 мм^2, то есть 0,0015 мм^2. Нам нужно перевести это в метры, для этого поделим на 10^6:
S = 0,0015 / (10^6) = 1,5 * 10^-9 м^2.
2. Теперь найдем сопротивление проводника, используя формулу сопротивления R = ρ * (L/S). Здесь ρ - удельное сопротивление материала проводника. Значение удельного сопротивления может быть дано в условии задачи или необходимо использовать данные из таблиц. Предположим, что удельное сопротивление меди (основной материал проводника) равно 1,7 * 10^-8 Ом * м:
R = (1,7 * 10^-8) * (L / (1,5 * 10^-9)).
3. Теперь найдем среднюю скорость направленного движения свободных электронов, подставив известные значения в уравнение I = n * e * v.
0,3 = (1028) * (1,6 * 10^-19) * v.
Итак, у нас есть два уравнения:
(1) R = (1,7 * 10^-8) * (L / (1,5 * 10^-9)).
(2) 0,3 = (1028) * (1,6 * 10^-19) * v.
Теперь выразим L из первого уравнения:
L = (R * (1,5 * 10^-9)) / (1,7 * 10^-8).
Подставим выражение для L во второе уравнение и найдем среднюю скорость направленного движения свободных электронов:
0,3 = (1028) * (1,6 * 10^-19) * v.
Теперь остается только подставить известные значения и решить уравнение для v.