Медный проводник имеет...

Тема в разделе "Физика", создана пользователем sergelias, 22 мар 2010.

  1. sergelias

    sergelias New Member

    Медный проводник имеет длинут 500 м и площадь поперечного сечения 0,5 мм2..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?
     
  2. Electronic

    Electronic New Member

    Решение для вопроса а)
    Что мы знаем о токе, напряжении и сопротивлении?

    I=U/R, U=I*R
    I - ток в Амперах,
    U - напряжение в Вольтах
    R - сопротивление в Омах
    Что 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 - напряжение
    р = 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=500м
    Получаем сопротивление проводника
    R=p*L/S=1,7*10e-8 * 500 / 0,5*10e-6 = 0,000000017*500/0,0000005 = 17 Ом
    Ток 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*Vср
    е - заряд электрона, Кл
    n - концентрация электронов, шт/м^3 (штук на кубометр)
    S - площадь сечения, м^2
    Vср - средняя скорость упорядоченного движения электронов, м/с

    Поэтому
    Vср=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 500м.
    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^2
    Если площадь сечения провода увеличилась вчетверо, то, при такой же длине, его сопротивление уменьшится вчетверо.
    Итого R2=R1/4 = 17/4 Ом = 4,25 Ом

    Общее сопротивление при последовательном соединении суммируется, поэтому
    I=U/R=U/(R1+R2)=12/(17+17/4)= 48/85 = 0,5647.... A
    Упорядоченная 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)
     

Поделиться этой страницей

Наша группа