Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Электрический ток

Читайте также:
  1. Векторные свойства кристаллов. Пироэлектрический эффект. Электрокалорический эффект
  2. Влагочувствительный электрический датчик
  3. ВЫ - ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФОНАРИК
  4. Постоянный электрический ток
  5. Сказка про электрический ток
  6. Электрический диполь.
  7. Электрический диполь. Силы, действующие на диполь в электрическом поле.

6. Зависимость от времени удельной тепловой мощности тока в проводе имеет вид = 0,4 t 2 Вт/см3. Поперечное сечение провода S = 2 мм2, концентрация электронов в проводе n = 2,5×1023 см- 3, их подвижность u = 10 см2/(В×с). Найти: напряженность электрического поля и скорость упорядоченного движения электронов в проводе в момент времени t 1 = 1 с; заряд, прошедший через поперечное сечение провода за промежуток времени от t 1 = 1 с до t 2 = 4 с; количество теплоты, выделившееся в 30 см3 провода за этот промежуток времени.

Дано: = 0,4 t 2×Вт/см3 = 4×105× t 2 Вт/м3; S = 2 мм2 = 2×10 - 6 м2; n = 2,5×1023 см - 3 = 2,5×1029 м-3; u = 10 см2/(В×с) = 10-3 м2/(В×с); = 30 см3 = 3×10- 5 м3; t 1 = 1 с; t 2 = 4 c.

Найти:

Удельная электропроводность проводника

s = е × n × и = 1,6×10-19×2,5×1029×10- 3 = 4×107 (Ом×м)-1.

Здесь е = 1,6×10-19 Кл - модуль заряда электрона. Удельное сопротивление r = 1/s = 1/(4×107) = 2,5×10- 8 Ом×м.

Удельная тепловая мощность тока w связана с напряженностью поля Е и плотностью тока j в проводе законом Джоуля-Ленца в дифференциальной форме = s× E 2 = r × j 2. Отсюда найдем плотность тока

Плотность тока связана с напряженностью поля в среде законом Ома в дифференциальной форме j = s× E. Следовательно, E = j /s = r × j = 2,5×10- 8×4×10 6× t = 0,1× t В/м. В момент времени t 1 напряженность E (t 1) = 0,1 В/м. Учитывая, что скорость упорядоченного движения заряженных частиц в проводнике пропорциональна напряженности поля, находим

Скорость упорядоченного движения можно было найти также из соотношения j = e×n× . Отсюда

(t 1) = j (t 1) / (e × n) = 4×106 / (1,6×10-19×2,5×1029) = 10-4 м/с.

Заряд, прошедший через поперечное сечение провода,

Следовательно, Кл.

За малый промежуток времени d t в объеме проводника выделяется количество теплоты d × d t. За промежуток времени от t 1 до t 2 в проводе выделится количество теплоты

Дж.

Для нахождения можно применить также закон Джоуля-Ленца в интегральной форме . Для этого следует найти длину провода = 3×10- 5/ 2×10 - 6 = 15 м. Затем определить сопротивление = 2,5 × 10- 8 × 15 / 2 × 10- 6 = 0,1875 Ом.

Тогда

Дж.

 


Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 58 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
ЭЛЕКТРОСТАТИКА| МАГНЕТИЗМ

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)