Для відповіді на це питання необхідно знати формулу для розрахунку кількості електронів, що протікають через провідник. Ця формула виглядає наступним чином:
кількість електронів = струм * час / заряд електрона
Тут струм позначає силу струму, що проходить через провідник, час - час в секундах, заряд електрона – елементарний заряд. У даній задачі нам відомо, що опір провідника одно 40 ом і час дорівнює 20 секунд. Залишається обчислити струм і підставити значення в формулу.
Величина електричного струму в провіднику
Для розрахунку величини електричного струму в провіднику необхідно знати опір даного провідника і час, протягом якого проходить електричний струм.
Формула для розрахунку величини електричного струму:
- I-величина електричного струму (А);
- U-напруга (В);
- R-опір провідника (Ом).
В даному випадку, для розрахунку величини електричного струму в провіднику з опором 40 Ом, необхідно знати напругу і час проходження струму.
Підставимо відомі значення в формулу:
I = (кількість електронів, що проходять через провідник за 20 секунд) / 40
Таким чином, щоб розрахувати величину електричного струму, необхідно знати кількість електронів, що проходять через провідник за 20 секунд.
Кількість електронів, що проходять через провідник
Для розрахунку кількості електронів, що протікають через провідник за певний проміжок часу, необхідно знати величину струму і час, протягом якого він протікає. В даному випадку, відомо, що опір провідника одно 40 ом, а час дорівнює 20 секунд.
Для розрахунку кількості електронів використовується формула:
Кількість електронів = струм * час / заряд електрона
Заряд електрона становить приблизно 1.6 * 10^-19 Кл.
Підставивши відомі значення, отримаємо:
Кількість електронів = струм * 20 / (1.6 * 10^-19)
Розрахунок дозволяє визначити кількість електронів, що протікають через провідник за 20 секунд при опорі 40 ом.
Зразкова відповідь: 5999999999999999999.9999999999999997256 електронів.
Залежність кількості минулих електронів від часу і опору провідника
Кількість електронів, що проходять через провідник, залежить від часу і опору даного провідника. В даному випадку, при опорі провідника Рівному 40 ом і часу Рівному 20 секундам, необхідно визначити, скільки електронів пройде через нього за вказаний період часу.
Для розрахунку кількості минулих електронів скористаємося формулою:
I = Q / t
- I - сила струму (кількість електронів, що проходять через провідник в одиницю часу);
- Q - заряд, що пройшов через провідник за вказаний період часу;
- t - час, за який проходить заряд.
В даному випадку відомо, що час становить 20 секунд, а опір дорівнює 40 ом. Для розрахунку потрібно дізнатися значення заряду, що пройшов через провідник.
U = I * R
Підставляємо відомі значення і знаходимо значення напруги:
U = I * 40 = Q / t * 40
Тепер, знаючи напругу, можемо знайти значення заряду:
Q = U * t = (Q / t * 40) * 20
Переносимо все, крім Q, на одну сторону рівняння:
Q - (Q / t * 40) * 20 = 0
Загальна формула для знаходження кількості минулих електронів:
Q = (Q / t * 40) * 20
Після простого алгебраїчного перетворення отримаємо:
Q = (40 * 20) / (1 + 40 * 20) = 800 / (1 + 40 * 20)
Значення Q дорівнює кількості минулих електронів, і його можна розрахувати за цією формулою.