Дано:
Масса алюминиевого проводника ( m = 250,гр = 0,25,кг )
Сила тока ( I = 160,А )
Скорость упорядоченного движения электронов ( v = 70 \times 10^{-7},м/с )
Нам нужно найти площадь поперечного сечения проводника ( S ).
Шаг 1: Найдём массу электрона и число электронов
Масса электрона:
[ m_e \approx 9,11 \times 10^{-31},кг ]
Плотность электронов (число свободных электронов в 1 м³) для алюминия:
[ n \approx 8,5 \times 10^{28},м^{-3} ]
Шаг 2: Определим заряд, переносимый одним электропроводником
Ток связан с количеством электронов, движущихся в проводнике:
[ I = n \times e \times v \times S ]
где:
- ( e = 1,6 \times 10^{-19},Кл ) — заряд электрона,
- ( v ) — скорость электронов,
- ( S ) — площадь поперечного сечения.
Шаг 3: Выразим ( S ):
[ S = \frac{I}{n \times e \times v} ]
Подставим числа:
[ S = \frac{160}{8,5 \times 10^{28} \times 1,6 \times 10^{-19} \times 70 \times 10^{-7}} ]
Шаг 4: Посчитаем числитель и знаменатель
Числитель: 160
Знаменатель:
[ 8,5 \times 10^{28} \times 1,6 \times 10^{-19} \times 70 \times 10^{-7} ]
Посчитаем отдельно:
- ( 8,5 \times 1,6 = 13,6 )
- ( 13,6 \times 70 = 952 )
Степени:
[ 10^{28} \times 10^{-19} \times 10^{-7} = 10^{(28 - 19 -7)} = 10^{2} ]
Общий знаменатель:
[ 952 \times 10^{2} = 952 \times 100 = 95 200 ]
Шаг 5: Итоговое значение:
[ S \approx \frac{160}{95 200} \approx 0,00168 \text{ м}^2 ]
Округлим до целого:
[ \boxed{1} ]
Ответ:
Площадь поперечного сечения ≈ 1 м²