Page 77 - ЕЛЕКТРИКА І EЛEКТРОМАГНЕТИЗМ

m  2 3
 k  e T  kT , (5.1)
2 2
к
де  – кінетична енергія електрона, m – маса електрона, 
Т
– середньоквадратична теплова швидкість хаотичного руху
електрона, k – стала Больцмана, T – абсолютна температура.
Середня швидкість теплового руху електронів має поря-
5
док 10 м/с. Кількість атомів в одиниці об’єму дорівнює
m N  10 28  10 29 1 м . Тому будемо вважати концентра-
3
 A
цію електронів рівною кількості атомів n  в одновален-
n
0
тних металах.
Задача
Визначити швидкість впорядкованого руху електронів в
-3
міді, якщо через поперечний переріз діаметром 10 м прохо-
дить струм 2А. Вважати, що кожний атом міді має 2 вільних
3
електрони. Густина міді   8, 9 10 3 кг м ,   84 г моль .
d  10  3 м Розв’язок
I  2 A Струм – це заряд, який проходить за 1 с
Z  2 через переріз провідника I  q t . Заряд
3
3
  8, 9 10 кг/м переноситься електронами, заряд елект-

19
  84 г/моль рона e  1, 6 10 Кл. Кількість елемен-
тарних зарядів N дорівнює добутку кон-
  ? центрації атомів на об’єм провідника і на
валентність Z N  Z n  V  . Об’єм провід-
ника дорівнює добутку площі поперечного
перерізу S на довжину провідника l .
Таким чином,
e  N e  Z  n  S l
I    e  Z   n   S ,
t t
де l – шлях, пройдений електронами за час t ;   t l – це
швидкість руху електронів; n – концентрація атомів; Z  –
n

кількість електронів в одиниці об’єму ( n   N Z  ); N –
 A A

72