Pro odpověď na tuto otázku je nutné znát vzorec pro výpočet počtu elektronů protékajících vodičem. Tento vzorec je následující:
počet elektronů = proud * čas / náboj elektronu
Zde proud označuje proud procházející vodičem, čas - čas v sekundách, náboj elektronu – elementární náboj. V tomto úkolu víme, že odpor vodiče je 40 ohmů a čas je 20 sekund. Zbývá vypočítat proud a vložit hodnoty do vzorce.
Velikost elektrického proudu ve vodiči
Pro výpočet velikosti elektrického proudu ve vodiči je nutné znát odpor daného vodiče a dobu, po kterou elektrický proud prochází.
Vzorec pro výpočet velikosti elektrického proudu:
- I-velikost elektrického proudu (a);
- U-napětí (v);
- R-odpor vodiče (Ohm).
V tomto případě, pro výpočet velikosti elektrického proudu v vodiči s odporem 40 ohmů, je nutné znát napětí a čas průchodu proudu.
Uveďte známé významy do vzorce:
I = (počet elektronů procházejících vodičem za 20 sekund) / 40
Chcete-li tedy vypočítat velikost elektrického proudu, musíte znát počet elektronů procházejících vodičem za 20 sekund.
Počet elektronů procházejících vodičem
Pro výpočet počtu elektronů, které protékají vodičem v určitém časovém období, je nutné znát velikost proudu a dobu, po kterou protéká. V tomto případě je známo, že odpor vodiče je 40 ohmů a čas je 20 sekund.
Pro výpočet počtu elektronů se používá vzorec:
Počet elektronů = proud * čas / náboj elektronu
Náboj elektronu je přibližně 1.6 * 10^-19 Kl.
Tím, že dosadíme známé hodnoty, získáme:
Počet elektronů = proud * 20 / (1.6 * 10^-19)
Výpočet umožňuje určit počet elektronů protékajících vodičem za 20 sekund při odporu 40 ohmů.
Příkladná odpověď: 59999999999999999999999999999999999997256 elektronů.
Závislost počtu minulých elektronů na čase a odporu vodiče
Počet elektronů procházejících vodičem závisí na čase a odporu daného vodiče. V tomto případě, s odporem vodiče 40 ohmů a časem rovným 20 sekund, je nutné určit, kolik elektronů jím projde za uvedené časové období.
Pro výpočet počtu elektronů použijeme vzorec:
I = Q / t
- I - proud (počet elektronů procházejících vodičem za jednotku času);
- Q - náboj, který prošel vodičem v uvedeném časovém období;
- t - čas, za který se nabíjí.
V tomto případě je známo, že čas je 20 sekund a odpor je 40 ohmů. Pro výpočet musíte znát hodnotu náboje procházejícího vodičem.
U = I * R
Nastavíme známé hodnoty a zjistíme hodnotu napětí:
U = I * 40 = Q / t * 40
Nyní, když známe napětí, můžeme najít hodnotu náboje:
Q = U * t = (Q / t * 40) * 20
Přeneste vše kromě Q na jednu stranu rovnice:
Q - (Q / t * 40) * 20 = 0
Obecný vzorec pro zjištění počtu minulých elektronů:
Q = (Q / t * 40) * 20
Po jednoduché algebraické transformaci získáme:
Q = (40 * 20) / (1 + 40 * 20) = 800 / (1 + 40 * 20)
Hodnota Q se rovná počtu minulých elektronů a lze ji vypočítat podle daného vzorce.