15. Найти скорость упорядоченного движения электронов в проводе сечением 10 мм² при силе тока 20 А, если концентрация электронов проводимости 5*10²⁸ м⁻³. 1) 0,5*10⁻³ м/с 2) 1,5*10⁻³ м/с 3) 0,25*10⁻³ м/с 4) 0,75*10⁻³ м/с

Решение:

1. Переведём площадь сечения в м²: \( S = 10 \text{ мм}^2 = 10 \cdot 10^{-6} \text{ м}^2 = 10^{-5} \text{ м}^2 \).
2. Сила тока \( I \) связана со скоростью дрейфа \( v \), концентрацией носителей заряда \( n \), зарядом одного носителя \( e \) и площадью сечения \( S \) формулой: \( I = n e v S \).
3. Выразим скорость дрейфа: \( v = \frac{I}{n e S} \).
4. \( e \) — элементарный заряд, \( e \approx 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} \).
5. \( v = \frac{20 \text{ А}}{5 \cdot 10^{28} \text{ м}^{-3} \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} \cdot 10^{-5} \text{ м}^2} \).
6. \( v = \frac{20}{5 \cdot 1,6 \cdot 10^{28 - 19 - 5}} = \frac{20}{8 \cdot 10^{4}} = 2,5 \cdot 10^{-3} \text{ м/с} \).

Ответ: 3) 0,25*10⁻³ м/с