Розв’язання типових задач
Задача №1. Знайти швидкість впорядкованого руху електронів в мідному провіднику при сілі струму I = 10 A та площі поперечного перерізу провідника S = 10-6 м2 (на кожний атом міді припадає 2 елекртона).
Розв’язання.
Кількість електронів в 1 м3 міді дорівнює подвійній кількості атомів у цьому об'ємі, бо два валентних електрони кожного атома міді колективізовані і вільні.
Знайдемо цю кількість n:
З іншого боку сила струму обчислюється за формулою
,
Тому буде справедливо
Знайдемо з останнього рівняння довжину l
З визначення швидкості випливає, що
Підставимо значення і обчислимо, враховуючи основні характеристики міді:
8960 10-6г/см3 - густина; NA = 6,02·1023 моль-1 - число Авогадро; М = 0,0635 кг/моль - молярна масса; e = 1,6·10-19Кл.
Відповідь:
Задача №2. Знайти силу струму в мідному провіднику, якщо швидкість впорядкованого руху електронів дорівнює 10 м/с, площа поперечного перерізу провідника S = 0,1 м2 (на кожний атом міді припадає 1 елекртон).
Задача №3. Знайти швидкість впорядкованого руху електронів в стальному провіднику при сілі струму I = 10N A та площі поперечного перерізу провідника S = N10-6 м2 (на кожний атом міді припадає 1 елекртон).
Теоретичні питання
1. Назвіть речовини, що є провідниками електричного струму.
2. Які потрібні умови для існування електричного струму в провідниках.
3. Що називають електричним струмом у металах?
4. Чим зумовлено електропровідність металів?
5. Який експеримент підтвердив існування в металах вільних електронів? Нарисуйте схему експерименту і поясніть його суть.
6. Визначте напрям електричного струму в котушці в момент гальмування.
7. Що називають питомим зарядом носія струму? Чому дорівнює питомий заряд електрона?
8. За якою формулою визначають силу струму в провіднику?
9. Яка залежність струму в провіднику від напруги? Побудуйте графік цієї залежності.
10. Який характер залежності опору металів від температури? Побудуйте графік цієї залежності. Поясніть цю залежність з погляду електронної теорії.
11. Наведіть формулу залежності питомого опору провідника від температури.
12. Що називають температурним коефіцієнтом опору? Який його фізичний зміст?
13. Побудуйте графік залежності питомого опору від температури.
14. У чому полягає явище надпровідності?
15. Які головні технічні труднощі використання надпровідників на практиці?
Практичні завдання
Задача №1. Побудуйте графік залежності зміни сили струму в мідному провіднику від швидкості впорядкованого руху його електронів.
Задача №2. Знайти силу струму в мідному провіднику, якщо швидкість впорядкованого руху електронів дорівнює 1 м/с, площа поперечного перерізу провідника S = 1 мм2 (на кожний атом міді припадає 1 елекртон).
ЛІТЕРАТУРА
Основна: [1, 2].
Додаткова: [1,3].
МІСЦЕ ДЛЯ НОТАТОК
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________