คำถาม # 27945

ตอบ:

(ก) # 2 * 10 ^ 18 "อิเล็กตรอนต่อเมตร" #

(ข) # 8 * 10 ^ -5 "Amperes" #

คำอธิบาย:

#color (สีแดง) ((a): # คุณได้รับจำนวนอิเลคตรอนต่อหน่วยปริมาตรดังนี้ # 1xx10 ^ 20 # อิเล็กตรอนต่อลูกบาศก์เมตร

คุณสามารถเขียนสิ่งนี้เป็น: # n_e / V = 1xx10 ^ 20 = 10 ^ 20 #

ที่ไหน # n_e # คือจำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดและ # V # คือปริมาตรรวม

และเรารู้ว่า # v = A * L # นั่นคือพื้นที่หน้าตัดคูณด้วยความยาวของเส้นลวด

สิ่งที่เราต้องการคือจำนวนอิเล็กตรอนต่อปริมาตรหน่วยนั่นคือ # n_e / ลิตร #

ดังนั้นคุณจะดำเนินการเช่นนี้:

# n_e / V = 10 ^ 20 #

# n_e / (A * L) = 10 ^ 20 #

# n_e / l = A * 10 ^ 20 = 2xx10 ^ -2 * 10 ^ 20 = สี (สีฟ้า) (2 * 10 ^ 18 "อิเล็กตรอนต่อเมตร") #

#color (สีแดง) ((b): # กระแสไฟฟ้าถูกกำหนดโดยจำนวนประจุที่ไหลต่อหน่วยเวลา # I = Q / T #

ค่าใช้จ่ายทั้งหมด# (Q) # การไหลในส่วนหน้าตัดของเส้นลวดที่กำหนดคือประจุต่อปริมาตรหน่วย # (Q / V) # คูณปริมาตรรวม # (A * L) #

# => Q = Q / V * A * L #

ตั้งแต่ประจุเป็นอิเล็กตรอนประจุต่อหน่วยปริมาตร# (Q / V) # สามารถดูเป็นจำนวนอิเล็กตรอนต่อหน่วยปริมาตร # (n_e / V) # คูณประจุบนอิเล็กตรอนเดี่ยว # (e = 1.6xx10 ^ -19 "C") #

ดังนั้น, # Q = n_e / V * E * A * L #

ซึ่งหมายความว่าปัจจุบัน # I = (n_e / V * E * A * ลิตร) / t = n_e / V * E * A * L / T #

# L / T # ถูกมองว่าเป็นความเร็วเฉลี่ยซึ่งอิเล็กตรอนทั้งหมดโดยรวมถูกย้ายจากปลายด้านหนึ่งของเส้นลวดไปยังอีกเส้นหนึ่งและมันถูกเรียกว่า ความเร็วลอย

ตอนนี้เรามี # I = n_e / V * E * A * v_ "ดริฟท์" #

# => I = 10 ^ 20 * 1.6xx10 ^ -19 * 2xx10 ^ -2 * 2.5xx10 ^ -4 = สี (สีน้ำเงิน) (8 * 10 ^ -5 "A") #