Електричний опір вольфрамового дроту за температури 0 °С дорівнює 10 Ом. Дріт підключили до джерела струму, напруга на якому є постійною і дорівнює 5 В, у результаті температура дроту підвищилася до 200 °С. Визначте потужність струму в дроті за цих умов. Температурний коефіцієнт опору вольфраму дорівнює 0, 005 К1 . Відповідь запишіть у ватах.

Дано:

n=8.5*10²⁸ м⁻³;

I=1 A;

S=1,5 мм²;

с ≈ 3*10⁸ м/с;

_____________

Найти: с/v

СИ: S=1.5*10⁻⁶ м²

Сравним дрейфовую скорость электронов (скорость упорядоченного движения электронов в проводнике под действием электрического поля) со скоростью света (скорость распространения самого поля в проводнике). В качестве примера рассмотрим провод стандартного сечения, изготовленный из меди, по которому протекает ток силой 1 А. За некоторый промежуток времени t через поперечное сечение проводника успеют пройти все электроны, содержащиеся в цилиндре объемом S*v*t, так как известна концентрация электронов, несложно посчитать их количество в этом объеме:

Каждый электрон переносит элементарный заряд через поперечное сечение проводника, поэтому суммарный заряд за время t:

Сила тока:

Откуда, искомая дрейфовая скорость:

Выполним ее оценку для указанных условий:

м/с или 0,05 мм/с

Сравним ее со скоростью света:

т.е. скорость света почти в 6 триллионов раз больше скорости упорядоченного движения электронов в проводнике!

ответ: скорость света в 6*10¹² раз больше.