Câu 5: Một dây dẫn bằng đồng đường kính tiết diện là d=1mm có dòng điện cường O(1)=2A chạy qua, cho biết mật độ electron tự do là n=8,45.10^23electron/m^3 . Tốc độ dịch chuyển có hướng của các electron trong dây dẫn là bao nhiêu millimet trên giây?

Để tìm tốc độ dịch chuyển có hướng của các electron trong dây dẫn sử dụng công thức:<br /><br />\[ v = \frac{I}{nAe} \]<br /><br />Trong đó:<br />- \( I \) là cường độ dòng điện: \( I = 2 \, \text{A} \)<br />- \( n \) là mật độ electron tự do: \( n = 8.45 \times 10^{23} \, \text{electron/m}^3- \( A \) là diện tích tiết diện của dây dẫn. Với đường kính \( d = 1 \, \text{mm} \), ta có \( A = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 = \pi \left(0.5 \, \text{mm}\right)^2 \)<br />- \( e \) là điện tích của một electron: \( e1.6 \times 10^{-19} \, \text{C} \)<br /><br />Thay các giá trị vào công thức:<br /><br />\[ A = \pi \left(0.5 \, \text{mm}\right)^2 = \pi \left(0.5 \times 10^{-3} \, \text{m}\right)^2 = \pi \times 0.25 \times 10^{-6} \, \text{m}^2 \]<br /><br />\[ v = \frac{2 \, \text{A}}{8.45 \times 10^{23} \, \text{electron/m}^3 \times \pi \times 0.25 \times 10^{-6} \, \text{m}^2 \times 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C/electron}} \]<br /><br />\[ v = \frac{2}{8.45 \times 10^{23} \times \pi \times 0.25 \times 10^{-6} \times 1.6 \times 10^{-19}} \]<br /><br />\[ v = \frac4.2752 \times 10^{18}} \]<br /><br />\[ v \approx 4.675 \times 10^{-18} \, \text{m/s} \]<br /><br />Chuyển đổi sang milimet trên giây:<br /><br />\[ v \approx 4.675 \times 10^{-18} \, \text{m/s} \times 10^3 \, \text/m} \]<br /><br />\[ v \approx 4.675 \times 10^{-15} \, \text{mm/s} \]<br /><br />Vậy tốc độ dịch chuyển có hướng của các electron trong dây dẫn là khoảng \( 4.675 \times 10^{-15} \, \text{mm/s} \).