Сколько времени требуется электронам, чтобы добраться от автомобильного аккумулятора до двигателя? Будем считать, что ток составляет 300 А, и электроны проходят через медный провод с площадью поперечного сечения 0,21 см2 и длиной 0,85 м. Количество носителей заряда в одном кубометре составляет 8,49⋅1028. Заряд электрона по модулю равен e=1,6⋅10−19 Кл. Ответ выразите в минутах, округлите до десятых.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем силу тока I, используя формулу:

I = n e v * A

где:
n - количество носителей заряда в одном кубометре, равное 8,49⋅10^28,
e - заряд электрона, равный 1,6⋅10^(-19) Кл,
v - скорость электронов, их скорость тока, которая равна средней длине свободного пробега электронов между столкновениями и времени их движения между ними,
A - площадь поперечного сечения провода.

Известно, что ток составляет 300 А, поэтому мы можем найти скорость электронов v:

300 = 8,49⋅10^28 1,6⋅10^(-19) v 0,21 10^(-4)

Из этого уравнения найдем v:

v = 300 / (8,49⋅10^28 1,6⋅10^(-19) 0,21 10^(-4)) = 1,06 10^-4 м/с

Теперь найдем время, за которое электроны пройдут расстояние от аккумулятора до двигателя:

t = l / v = 0,85 / (1,06 * 10^-4) = 8028 с

Переведем это время в минуты:

8028 / 60 ≈ 133,8 минуты

Ответ: примерно 133,8 минуты.