Скорость упорядоченного движения
(дрейфовая скорость)
Свободные электроны движутся внутри металла очень быстро: их скорость имеет порядок 104 м/с. В то же время упорядоченное движение электронов, напротив, очень медленное – менее одного миллиметра в секунду.
Эту скорость еще называют дрейфовой скоростью электронов. Под действием электрического поля электронное облако как бы дрейфует вдоль проводника наподобие корабля, зажатого льдами, в то время как на самом корабле происходит весьма быстрое и беспорядочное движение матросов – электронов. Попробуем оценить величину дрейфовой скорости электронов в металле.
Задача 10.1. По проводнику течет ток I = 10 А. Площадь поперечного сечения S = 5 см2, а концентрация свободных электронов (число электронов в единице объема) п = 1×1023 1/см3. Определить дрейфовую скорость электронов. Заряд электрона е = 1,6×10–19 Кл.
| I = 10 А S = 5 см2 = = 5× 10–4 м2 п = 1×1023 1/см3 = = 1×1029 1/м3 е = 1,6×10–19 Кл | Рис. 10.8 
Решение. За время Δt через поперечное сечение проводника А пройдут все те электроны, которые содержатся в объеме ΔV = υΔtS (рис. 10.8).
|
| υ = ? |
Общее число электронов в этом объеме ΔN = nΔV = nυΔtS, а их суммарный заряд Δq = = еΔN = enυΔtS. Следовательно, сила тока равна 
enυS, отсюда находим искомую величину скорости: 
Подставим численные значения:
м/с »
» 1×10–3 мм/с.
Ответ: 
» 1×10–3 мм/с.
СТОП! Решите самостоятельно: В4, С1.
Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 3040;