Найти силу тока через объемную плотность
По медному проводнику сечением 0.20 мм2 течет ток. Определить, какая сила действует на отдельный электрон проводимости со стороны электрического поля, если объемная плотность энергии, выделяемая в проводнике, равна 9.0⋅103 Дж/м3. Определить плотность и силу тока в проводнике.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем объем проводника. Объем проводника можно найти, умножив площадь сечения проводника на его длину. Пусть длина проводника равна l, тогда объем проводника V = S * l, где S - площадь сечения проводника.

Для данного проводника S = 0.20 мм2 = 0.20 10^-6 м2 = 2.0 10^-7 м2.

Плотность проводника рассчитывается как отношение массы проводника к его объему. Для меди плотность 8.92 г/см3 = 8.92 * 10^3 кг/м3. Пусть масса проводника равна m, тогда плотность проводника ρ = m / V.

Теперь найдем силу тока через объемную плотность энергии. Объемная плотность энергии равна работе, произведенной на один метр кубический в проводнике при пропускании тока.

Сила, действующая на отдельный электрон проводимости со стороны электрического поля вычисляется по формуле F = e E, где e - заряд электрона, равный 1.602 10^-19 Кл, E - напряженность электрического поля.

Сила тока I вычисляется как отношение объемной плотности энергии к объему проводника, умноженное на площадь сечения проводника.

После нахождения силы тока и плотности проводника, можно легко найти силу, действующую на отдельный электрон проводимости.