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算電流的公式

生活 更新时间:2025-02-12 15:00:07

算電流的公式?先看書本上是怎樣計算電子的速度的,接下來我們就來聊聊關于算電流的公式?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

算電流的公式(計算電流的速度)1

算電流的公式

先看書本上是怎樣計算電子的速度的。

一根銅導線的截面積為3×10-6,其中通有電流10A,試估算導線中自由電子平均漂移速率的數量級.

解 設每個銅原子有一個自由電子,那麼銅線内單位體積中的自由電子數為

N= NA/M 式中的NA是阿伏加德羅常數,M銅的摩爾質量,而ρ是銅的密度,即

N=NA/M=[(6.02×1023x8.95×103)/(63.5×10-3)]M3

=8.48X1028M-3

由此可得

υ=I/(nes)=[10/(8.48×1028x1.6×10-19x3x10-6)]m/s

=[2.46×10-4]m/s

這就是經典物理學中形成電流的電子的速度,它通過一米長的導線就要68分鐘。這個計算方法不對,與電源相距10萬8千裡的一個電子要運動,必然要有力的作用,這個力從哪一點來。從上面的計算來看,電子好象沒有受力就在運動。

計算電壓為500V電流為2A時電子的速度。電壓為500V電流為2A一個小時就是一度電,一度電就是3.6×106焦耳的能量。即電壓為500V電流為2A時形成電流的電子一秒鐘釋放1000焦耳的能量. 在一秒鐘内通過導線截面的電量就是兩庫倫,一庫倫的電子是6.24146×1018個。

則一個電子攜帶的能量為:

1000/(2×6.24146×1018)= 8.010920487×10-17焦耳

現在就可以根據能量表達式來計算電子的速度

E=(1/2)mv2

V2=2×8.010920487×10-47/(9.11×10-31)= 1.75870921774×1014

V=1.32616334504×107m/s

這個速度是偏小了,因為電子繞原子核旋轉的速度未計算在這裡面。電子釋放能量後還有速度,這個速度就是繞原子核旋轉的速度。

用同樣的方法可以計算電壓為100V電流為10A時電子的速度,即:

V=2.65232669008×106m/s

用這兩個結果也證明了電壓越高,電流速度越快。功率相同的情況下,為什麼電壓越高,電流越小,經典電子理論是無法解釋的。但用電壓越高,電流速度越快就很好解釋了。因為電壓越高,單個電子的速度越快,攜帶的能量越多,需要的電子個數越少,即電流越小。為什麼要用高壓送電,不隻是因為功率一定時電壓越高,電流越小,還有一個原因就是電壓越高,電流速度越快。

睡得香

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