سؤال عن التيار والمقاومة

[الجوري-]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته


ممكن تساعدوني في حل المسأله جزاكم الله خير



A wire made of silver has a diameter 2.6 mm and transfers a charge of 420 C in 80 minutes at temperature 20 oC. Silver has n = 5.8 x 1028 free electrons per m3

(1)
What is the current in the wire?




(2)
What is the magnitude of the drift velocity of the electrons in the wire?




(3)
If this current was produced by a potential difference V = 4.0 volts connected
across a wire of length l, find the electric field across the ends of the wire and the length



(4)
If the wire is heated to a temperature 53 oC
what is the initial and final power delivered by the battery to the wire?

[radiotherapy]

الاخت جوري تحيه طيبة وارجو ان تساعدني الذاكره على مساعدتك في حل هذا السؤال فالحل الذي سأضعه من دفتر محاضراتي في مادة فيزياء الجوامد (solid state ) مع الاستاذ الدكتور عبدالعزيز قطب ...



What is the current in the wire

من المعطيات حيث ان السلك يقوم بنقل 420 كولوم في 80 دقيقه ومن القانون :

i = q/t

حيث الزمن يكون بالثواني

t = 80 min x 60 sec = 4800 sec

i = 420 / 4800
i = 87.5 mA




What is the magnitude of the drift velocity of the electrons in the wire

لايجاد السرعه الدفعيه لدينا القانون التالي :

i = n e v A

حيث n = عدد الكترونات التوصيل لوحده الحجوم
v = السرعه الدفعيه
A = مساحه مقطع السلك وتساوي
R = 2.6x10^-3 m
r = 2.6x10^-3 /2 = 1.3x10^-3 m

A= 3.14 x (1.3x10^-3 )^2 =0.005x10^-3 m2

v = i /(neA) = 87.5x10^-3 / (5.8x10^28x1.6x10^-19 x 0.005x10^-3) = 1.89x10^-6 m/s

هنا نجد السرعه الدفعيه للالكترون منخفضه جدا ذلك لان عدد الكترونات التوصيل لوحده الحجوم كبير وبذلك يقل متوسط المسار الحر وتكون التصادمات كثيره جدا مما ينتج عنه سرعه دفعيه منخفضه..



If this current was produced by a potential difference V = 4.0 volts connected
across a wire of length l, find the electric field across the ends of the wire and the length



هنا لكي نوجد المجال الكهربي وذلك من العلاقه :

E = volt /length

لكي نوجد الطول وذلك كالتالي :

الشحنه الكلية المارة في السلك = 420 كولوم
نستطيع ايجاد عدد الالكترونات الحره في السلك ككل وذلك من العلاقه :

عدد الالكترونات = الشحنه الكليه / شحنه الالكترون الواحد
عدد الالكترونات الكليه = 420 / (1,6) 10^-19

عدد الالكترونات الكليه بالسلك = 2.625x10^21 الكترون

نوجد عدد الالكترونات الحره لوحده الحجوم وذلك بالقسمه على حجم السلك وهو عباره عن الطول في المساحه

عدد الالكترونات الحره لوحده الحجوم =2.625x10^21 / 0.005x10^-3 x L

لدينا عدد الالكترونات الحره لوحده الحجوم = 5.8x10^28 الكترون / متر3

L = 2.625x10^21 / (0.005x10^-3 x5.8x10^28 ) =9mm



اذا نوجد المجال الكهربي من العلاقه :

E = 4 volt / 9x10^-3 = 444.4 volt/meter


ارجو ان يكون قد افدتك عزيزتي ويارب يكون هذا هو الحل الصحيح واذا كان الحل يتضمن اخطاء فالعذر منكم فالاجتهاد شخصي والكمال لله .
فقره السؤال الرابع ما اعرف لها اعذريني :)

تقبلي تحياتي

[الجوري-]

يزاك الله خير اخوي

:)