Fysik

elektroners hastighed

17. marts kl. 14:22 af svbs - Niveau: A-niveau

Nogen der kan hjælpe mig med at forstå denne opgave? Mange tak.

Spørgsmål:
bestem hastigheden af elektronerne i en nikkel ledning med tværsnitsarealet på 1.9635 *10^(-7) m^2
der er en fri elektron pr. nikkelatom. I=3A

 


Brugbart svar (0)

Svar #1
17. marts kl. 21:10 af chyvak

Drifthastigheden er bestemt som I/(nAq) hvor I er strømstyrken, n antal ladningsbærere per rumfangsenhed, A tværsnitsarealet og q elektronens ladning. Antal ladningsbærere per rumfangsenhed kan findes udfra oplysningen om at materialet er Nikkel og at der er een fri elektron per Nikkelatom. Slå Nikkels densitet og atommasse  op. Produktet af dem fortæller hvor mange mol Nikkel der er per rumfangsenhed. Per mol er der N_A atomer, hvor N_A er Avogadros tal. Udfra det bestemmes hvor mange Nikkleatomer - og dermed frie elektroner -  der er per rumfangsenhed.

Når du får regnet tallet ud skal du forvente at det er en meget lav hastighed. Man kan godt tro at elektronerne farer igennem ledningen med nær lysets hastighed, men det er ikke tilfældet. Elektronerne bevæger sig ekstremt langsomt, men ladninger i bevægelse skaber et elektromagnetisk felt, og det felt bevæger sig med en ret anseelig brøkdel af lysets hastighed.


Svar #2
17. marts kl. 21:59 af svbs

mange tak, så " v= I / (n*A'q) "?

 


Brugbart svar (0)

Svar #3
18. marts kl. 10:35 af chyvak

Ja. Hvis vi betragter problemet fra en klassisk mekanisk synsvinkel, så vil en elektron med hastigheden v bevæge sig en strækning d på tiden t = d/v. Strømstyrken I er givet som ladningstransport per tidsenhed, I = Q/t. Den samlede mobile ladning, Q, på stykket d er Q = nqAd, hvor q er elektronens ladning , A tværsnitsarealet og n er ladningstætheden. Altså er v = d/t = d/(Q/I) = Id/(Q) = Id/(nqAd) = I/(nqA).


Skriv et svar til: elektroners hastighed

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.