Определите число электронов, проходящих за 1 c через поперечное сечение металлического проводника при силе тока в нём 0,8 мкА.
Дано:
I = 0,8 мкА;
$q_{э} = 1,6 * 10^{-19}$ Кл;
t = 1 с.
Найти:
N − ?
СИ:
$I = 8 * 10^{-7}$ А.
Решение:
$I = \frac{q_{э} * N}{t}$;
$N = \frac{It}{q_{э}}$;
$N = \frac{8 * 10^{-7} * 1}{1,6 * 10^{-19}} = 5 * 10^{12}$.
Ответ: $5 * 10^{12}$ электронов.
Чтобы решить эту задачу, нужно понять, как связаны сила тока и количество проходящих электронов через проводник.
1. Сила тока (I):
Сила тока (интенсивность электрического тока) определяется как количество электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени. Она измеряется в амперах (А). Формула для силы тока:
$$ I = \frac{Q}{t} $$
где $ I $ — сила тока, $ Q $ — количество электрического заряда, прошедшего через проводник, $ t $ — время прохождения заряда.
2. Заряд электрона:
Электрон имеет элементарный заряд $ e $, который равен приблизительно $ 1.6 \times 10^{-19} $ кулона.
3. Связь между зарядом и числом электронов:
Общий заряд $ Q $, прошедший через проводник, можно выразить через количество электронов $ n $ и заряд одного электрона $ e $:
$$ Q = n \times e $$
где $ n $ — число электронов.
4. Использование формулы силы тока:
Подставляя выражение для общего заряда $ Q = n \times e $ в формулу силы тока, получим:
$$ I = \frac{n \times e}{t} $$
5. Определение числа электронов:
Чтобы найти число электронов $ n $, проходящих через проводник за время $ t $:
$$ n = \frac{I \times t}{e} $$
где $ I $ — сила тока, $ t $ — время прохождения, $ e $ — заряд одного электрона.
6. Анализ условия задачи:
Сила тока в проводнике дана как $ 0.8 $ микроампера ($ \mu A $). Размерность времени $ t $ — одна секунда, поскольку нас интересует число электронов, проходящих за одну секунду. Заряд электрона известен и равен $ 1.6 \times 10^{-19} $ кулона.
Теперь, используя приведенные выше формулы, можно рассчитать число электронов, проходящих через проводник за одну секунду при заданной силе тока. Это требует подставления численных значений в формулу и проведения арифметических вычислений.
Пожауйста, оцените решение