10 évf fizika feladatai és megoldásai

8. lecke Az elektromos áram, az áramerősség, az egyenáram
1. Elektromos meghajtású vonatok, villamosok vontatási árama a felső vezetéken érkezik az
áramszedőkhöz, és a kerekeken keresztül távozik a sínekbe. A Combino villamos legnagyobb
áramfelvétele 1200 A. Hány elektron halad át ekkora áramerősség esetén az áramszedőkön
másodpercenként?
Megoldás:
I=1200A
t=1s
19
e 1,6 10 C
n=?
Q n e
I= . Ebből
t t
I t 1200A 1s
n= = e
-19
1,610 C =7,5 21
10
2
2. 1 mm keresztmetszetű szigetelt vörösréz vezeték legnagyobb megengedhető terhelése
11 A. Számítsuk ki ebben a vezetékben az elektronok átlagos rendezett haladási sebességét!
(Atomonként egy vezetési elektront feltételezünk.)
Megoldás:
2
A = 1 mm
I = 11 A
kg
M = 0,063 (A réz moláris tömege)
mol
kg
8920 (A réz sűrűsége)
m
3
e
v=?
19
1,6 10 C
A térfogategységre jutó atomok száma:
N
ρ
A
n= = M
1 kg
3
mol m
28 1
= 8,5 10
3
kg
0,063
m
mol
23
6 10 8920
Ennyi a térfogategységre jutó vezetési elektronok száma is.
Az 1. kidolgozott feladat 160. oldali megoldása szerint az elektronok átlagos sebessége:
I
11A
4 m mm
v= =8 10 0,8
A n e 6 2 28 1
19 s s
10 m 8,5 10 1,6 10 C
3
m
20