Содержание

Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 1. Постоянный электрический ток

Связь силы тока с зарядом электрона

Учитывая, что ток в металлическом проводнике обусловлен движением электронов, можно выразить силу тока через заряд электрона.

Пусть через поперечное сечение проводника, площадь которого S, за время Δt прошёл заряд q (рис. 12). За это время через поперечное сечение проводника пройдут только те электроны, которые, двигаясь со скоростью υ, находятся в выделенном объёме V проводника, равном V = υΔtS, где υ — средняя скорость упорядоченного движения электронов.

Если концентрация электронов в проводнике равна я, то число электронов N, содержащихся в этом объёме, равно N = nυΔtS.

Полный заряд q, прошедший через поперечное сечение проводника за время At, равен q = enυΔtS, где е — заряд электрона.

Подставив это выражение в формулу для силы тока, получим

I = enυS.

Поскольку сила, действующая на заряд со стороны электрического поля, F = Eq, а по второму закону Ньютона то можно сделать вывод, что средняя скорость упорядоченного движения электронов и прямо пропорциональна напряжённости Е электрического поля. Напряжённость прямо пропорциональна напряжению U на концах проводника Е ~ U. Следовательно, сила тока в металлическом проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах.

Вопросы для самопроверки

Как связана сила тока с зарядом электрона?