С какой скоростью движутся электроны в проводнике, когда по нему идет ток?

Question

С какой скоростью движутся электроны в проводнике, когда по нему идет ток?

Корпускуляр Гений (68480), закрыт 16 лет назад

Дополнен 16 лет назад

В детстве я учился в сильной физматшколе. И был по физике в классе первым (правда, по математике здорово отставал). Когда наш физик дал нам эту задачку - найти скорость электронов в проводнике - я ее решил. И был поражен полученным ответом. Я был уверен, что скорость должна быть световой, а оказалось - всего несколько миллиметров в секунду. Потом нам физик объяснил. Электроны в проводнике движутся (имеется в виду именно дрейфовая скорость направленного движения) как раз с такими вот маленькими скоростями. А со скоростью света движется граница между теми электронами, что еще неподвижны, и другими, которые уже начали двигаться.

Несколько человек из всех отвечавших дали правильный ответ. Но наиболее обстоятельный ответ дала Ворона Н (вообще-то выбрала она себе какое-то странное имя, так обычно женщин оскорбляют). Поэтому именно ее поздравляю с первым местом. А всем остальным спасибо за ответы.

Answer 1

Есть тепловое хаотическое движение и направленный дрейф.

Хаотическое движение. В классической электронной теории электроны рассматриваются как идеальный газ. Средняя энергия беспорядочного теплового движения:
mv^2/2 = 3kT/2

Средняя скорость же направленного дрейфа пропорциональна напряжённости электрического поля E:
u = bE,
где b - т. н. подвижность электронов. Эта скорость много меньше скорости теплового движения. Если измерять скорость в см/с, а напряжённость поля в В/см, то подвижность будет выражаться в см^2/(В с) .

Подвижность электронов определяется процессами их рассеяния в кристалле. Рассеяние происходит на дефектах кристаллической решётки, а также на её тепловых колебаниях (фононах) .

P.S.: Нашла оценку. Для металлического проводника сечением 1 мм^2, по которому течёт ток 10 A, средняя скорость упорядоченного движения электронов имеет значение в пределах 0,6–6 мм/c.

Answer 2

valer Гуру (4304) 16 лет назад

медлено

Answer 3

Пользователь удален Мыслитель (6638) 16 лет назад

3*10^8 м/с при 20 по Цельсию.

Answer 4

несколько сантиметров в минуту, и электроны, а точнее- электронное облако здесь в общем то не при чем, работает ЭДС, то биш поле...

Answer 5

Vovander Мыслитель (7817) 16 лет назад

с очень большой.

Answer 6

C крайне малеькой. 300 тыщ км/с - это скорость распространения ВОЛНЫ. То есть все электроны в проводнике начинают двигаться почти одновременно - но МЕДЛЕННО. Миллиметры в секунду.

Answer 7

скорость самих электронов в тысчи раз менше чем скорость тока, там действует такойже принцип как у десяти металических шаров подвешанных на ниточке если один шарик ударить по соседнему то он не шелохнется а передаст импульс соседнему и т.д. пока импульс не доберется до последнего шара и тот отклонится в сторону

Answer 8

не со скоростью света, как пишет Василий Иванович, а с околосветовой скоростью!! ! Именно это говорят в школе!

Answer 9

порядка единиц... десятков миллиметров в секунду. см. напр.
http://www.college.ru/physics/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph12/theory.html

Answer 10

Ну вообще-то они движутся гораздо быстрее, чем миллиметры в секунду. Надо просто различать:
Есть хаотические колебания, обусловленные тепловым движением - Е~kT
Есть дрейфовая скорость - усреднённая на фоне этих колебаний. Вот она-то как раз не велика... уже написали.

Answer 11

Уважаемые умники, различайте 2 вещи - скорость распространения электрического поля (под действием которого происходит движение электронов в проводнике) и скорость этих самых электронов. Если первая близка к скорости света (скидку на диэлектрическую проницаемость среды никто не отменял), то вторая ледит в пределах нескольких миллиметров в секунду (в зависимости от типа проводника).