Естественные науки

Скорость электронов в проводнике.

Вопрос на засыпку. При протекании постоянного тока с какой скоростью (примерно) движутся электроны в проводнике? Проводник медный, ток - 100 мА (для тех, кто любит точность, но точно считать не обязательно).
Нина Якимова
Нина Якимова
5 154
v=μ*E
где μ - мобильность электрона
http://ru.wikipedia.org/wiki/Подвижность_носителей_тока
в то же время σ=e*n*μ, где n - концентрация мобильных электронов, значит
v=σ/(e*n)*E
вот и посчитайте
вот тут вам оценки
http://www.eskimo.com/~billb/miscon/speed.html
8.4 см в час при тех параметрах

http://ru.wikipedia.org/wiki/Электрон
Движение электронов в металлах и полупроводниках позволяет легко переносить энергию и управлять ею; это является одной из основ современной цивилизации и используется практически повсеместно в промышленности, связи, информатике, электронике, в быту. Скорость дрейфа электронов в проводниках очень мала (~0,1-1 мм/с) , однако электрическое поле распространяется со скоростью света. В связи с этим ток во всей цепи устанавливается практически мгновенно.
Сергей Иванов
Сергей Иванов
81 418
Лучший ответ
Нина Якимова А откуда это вы взяли термин "мобильность"?
Во всей
Нина Якимова Во всей русскоязычной литературе - подвижность.
Мобильность - впервые слышу.
В советском учебнике физики указано, что скорость электронов в проводнике приблизительно равна скорости звука 1,2 км\сек (при комнатной температуре) и зависит от температуры проводника.
При абсолютном нуле скорость электрона тоже равна нулю.
Александр Галюзин Это средняя скорость хаотического теплового движения электронов, а не упорядоченного движения, которое называется током.
Для расчёта недостаточно знать только силу тока.
Нужно знать его плотность:
j = I / S = U / R S = U / r L = q / S t = n` V e / S t = n` e L / t = n` e υ
n` = z n = z N / V = z m Na / M V = z ρ Na / M - концентрация электронов в металле.
U / r L = z ρ Na e υ / M
Скорость движения электронов:
υ = U M / z r ρ F L
или u = j M / z ρ F
здесь U - напряжение, M - молярная масса, z - валентность, r - удельное электрическое сопротивление, ρ - плотность, F = e Na = 96500 Кл/моль - постоянная Фарадея, L - длина проводника.

P. S. скорость движения электронов составляет миллиметры-сантиметры в секунду.
Нина Якимова А любую возьмите, какая больше нравится.
со скоростью света
Нина Якимова Вах, оригинальная версия. Проводник не испарится?
Сергей Иванов Объекты, обладающие массой покоя, не могут двигаться со скоростью света.