Công thức tính Vận tốc trôi của hạt tải (mang) điện lớp 11?

1. Khái niệm, Công thức tính Vận tốc trôi của các hạt tải điện

- Vận tốc trôi của các hạt tải điện tỉ lệ với cường độ dòng điện chạy trong vật dẫn.

Công thức tính vận tốc trôi: 

* Lưu ý: Thông thường vật dẫn hay được sử dụng là kim loại, do đó hạt tải điện là electron. Khi đó:

Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn kim loại: I = Snve

Trong đó:

v: là vận tốc trôi

n: là mật độ hạt tải điện trong dây dẫn

S: là tiết diện của dây dẫn

q: là điện tích của mỗi hạt tải điện

I: là cường độ dòng diện

2. Vận dụng công thức vận tốc trôi của hạt mang điện

Ví dụ 1: Dòng diện không đổi I  = 1,3 A chạy trong một dây dẫn bằng đồng có đường kính tiết diện d = 1,8 mm. Khối lượng riêng và nguyên tử lượng của đồng lần lượt là ρ = 9 tấn/m³ và A = 64 g/mol. Giả sử mỗi nguyên tử đồng có một electron tự do. Tính độ lớn vận tốc trôi của các electron tự do tạo nên dòng điện.

Lời giải:

Vì đồng là kim loại nên hạt tải điện là electron e, nên ta có:

Trong đó, mật độ electron n được xác định bởi:

Thay số, ta được:

Ví dụ 2: Một dây đồng có 8,5.10²⁸ electron tự do trong một mét khối. Dây có tiết diện thẳng (diện tích mặt cắt ngang) là 1,2 mm² và trong dây có cường độ dòng điện 2,0 A. Tính tốc độ trôi của các electron.

Lời giải:

Đổi đơn vị: 1,2 mm² = 1,2.10^-6 m²

Vì đồng là kim loại nên hạt tải điện là electron e, nên ta có:

Vậy tốc độ trôi (chuyển động có hướng) của các hạt mang điện (electron) trong dây đồng là 1,2.10^-4 (m/s).