Через поперечное сечение проводника каждую секунду протекают 12*10^9 свободных электронов. определить...

Для определения силы тока в проводнике, когда известное количество свободных электронов проходит через поперечное сечение проводника, мы можем воспользоваться следующим соотношением:

Сила тока ( I ) определяется как количество заряда ( Q ), проходящего через поперечное сечение за единицу времени ( t ):

[ I = \frac{Q}{t} ]

Заряд ( Q ) может быть определён как произведение количества электронов ( n ) и заряда одного электрона ( e ):

[ Q = n \cdot e ]

где:

• ( n = 12 \times 10^9 ) – количество электронов,
• ( e \approx 1.6 \times 10^{-19} ) Кл – заряд одного электрона.

Теперь подставим значения в уравнение для заряда:

[ Q = 12 \times 10^9 \cdot 1.6 \times 10^{-19} ]

Вычислим ( Q ):

[ Q = 12 \times 1.6 \times 10^{-10} = 19.2 \times 10^{-10} = 1.92 \times 10^{-9} \text{ Кл} ]

Теперь подставим значение заряда ( Q ) в формулу для силы тока ( I ) и учитываем, что ( t = 1 ) секунда:

[ I = \frac{1.92 \times 10^{-9}}{1} = 1.92 \times 10^{-9} \text{ А} ]

Таким образом, сила тока в проводнике составляет:

[ I \approx 1.92 \text{ нА} \, (\text{наномпер}) ]

Это значение показывает, что через поперечное сечение проводника протекает очень малый ток.

Для определения силы тока в проводнике нужно воспользоваться основным определением силы тока, которое основано на законе сохранения заряда. Сила тока (обозначается ( I )) определяется как количество заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени:

[ I = \frac{q}{t}, ]

где:

• ( q ) — полный заряд, протекающий через проводник за время ( t ) (в Кулонах),
• ( t ) — время, за которое протекает этот заряд (в секундах).

Теперь разберём задачу:

1. Дано:

   • Через сечение проводника каждую секунду (( t = 1 \, \text{с} )) протекают ( N = 12 \cdot 10^9 ) свободных электронов,
   • Заряд одного электрона равен ( e = 1.6 \cdot 10^{-19} \, \text{Кл} ).

2. Полный заряд ( q ): Каждый электрон несёт заряд ( e ), а всего через сечение проходит ( N ) электронов. Тогда полный заряд, проходящий за 1 секунду, вычисляется по формуле:

   [ q = N \cdot e. ]

   Подставим значения: [ q = (12 \cdot 10^9) \cdot (1.6 \cdot 10^{-19}) = 19.2 \cdot 10^{-10} \, \text{Кл}. ]

3. Сила тока ( I ): Теперь подставим значение заряда ( q ) в формулу для силы тока. Так как всё происходит за одну секунду (( t = 1 \, \text{с} )), то:

   [ I = \frac{q}{t} = \frac{19.2 \cdot 10^{-10}}{1} = 19.2 \cdot 10^{-10} \, \text{А}. ]

4. Окончательный результат: Сила тока в проводнике составляет:

   [ I = 19.2 \cdot 10^{-10} \, \text{А}. ]

Таким образом, мы рассчитали силу тока, зная количество электронов и заряд одного электрона.

Сила тока ( I ) определяется по формуле:

[ I = n \cdot e \cdot A \cdot v_d ]

где:

• ( n ) — концентрация электронов (количество электронов на единицу объема),
• ( e ) — заряд одного электрона (( e \approx 1.6 \times 10^{-19} ) Кл),
• ( A ) — площадь поперечного сечения проводника,
• ( v_d ) — дрейфовая скорость электронов.

Однако, в данном случае мы знаем, что каждые секунды протекают 12 миллиардов электронов. Мы можем использовать следующую формулу для силы тока:

[ I = Q/t ]

где ( Q ) — заряд, прошедший через проводник за время ( t ).

Так как ( Q = n \cdot e ) и ( t = 1 ) секунда, то:

[ Q = 12 \times 10^9 \cdot 1.6 \times 10^{-19} = 1.92 \times 10^{-10} \text{ Кл} ]

Теперь подставим в формулу для силы тока:

[ I = \frac{Q}{t} = \frac{1.92 \times 10^{-10}}{1} = 1.92 \times 10^{-10} \text{ А} ]

Таким образом, сила тока в проводнике составляет ( 1.92 \times 10^{-10} ) А.