Driftgeschwindigkeit < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Gegeben sei ein homogener Metalldraht mit folgenden Eigenschaften:
Länge l=1m
Querschnittsfäche [mm] A=1mm^2
[/mm]
Widerstand R=0,1 Ohm
a.) Berechnen Sie den spezifischen Widerstand des Drahtwerkstoffes.
b.) Bestimmen Sie die Elektronenbeweglichkeit des Metalles unter Annahme einer Elektronenkonzentration von [mm] 6,25*10^{-22}cm^{-3}
[/mm]
c.) In den Draht wird ein Strom von I=1A eingeprägt. Berechne Sie die elektrische Feldstärke und die Driftgeschwindigkeit der Elektronen.
d.) Welche Zeit benötigt demnach ein Elektron, um den Metalldraht zu durchwandern? |
Hi,
also bei a.) habe ich [mm] \rho=0,1Ohm\bruch{mm^2}{m}=10^{-4}Ohm*mm
[/mm]
b.) [mm] \kappa=e_0*n*\mu
[/mm]
[mm] \mu=\bruch{\kappa}{e_0*n}=\bruch{10000\bruch{1}{Ohm*mm}}{1,6*10^{-19}As*6,25*10^{-19}\bruch{1}{mm^2}}=1000\bruch{mm^2}{Vs}
[/mm]
c.) [mm] J=\bruch{I}{A}=1\bruch{A}{mm^2}
[/mm]
Jetzt haben wir die Formel aufgeschrieben [mm] i_F=\kappa*E
[/mm]
Wenn man jetzt aber nach E umstellt kommt nicht die richtige Einheit raus. Aber wenn ich den Strom durch die Stromdichte ersetze schon!?
Aber mann kann ja auch einfach [mm] E=\bruch{U}{d}=\bruch{0,1Ohm*1A}{1m}=0,1\bruch{V}{m} [/mm] rechnen, oder?
[mm] v_D=\mu*E=1000\bruch{mm^2}{Vs}*1*10^{-4}\bruch{V}{mm}=0,1\bruch{mm}{s}
[/mm]
d.) demnach t=100s
Ist das richtig/realistisch? Und stimmt die Formel [mm] i_F=\kappa*E [/mm] so nicht?
PS: Wie macht man eigentlich ein großes Omega?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:40 Mo 09.02.2009 | | Autor: | Sirvivor |
Hi,
Du hast schließlich einen linearen homogenen Leiter mit den idealmaßen 1m*1mm².
Da brauch man nicht viel zu rechnen.
linear und homogen bedeutet:
[mm] E=\bruch{U}{l}=\bruch{R*I}{l}
[/mm]
ist gültig.
Und die Gleichung für die Beweglichkeit im Metall (wo es nur negative ladungen gibt) lautet:
[mm] b_{n}=\bruch{v_{n}}{E}
[/mm]
umgestellt ergibt das deine Formel und das Ergebnis erscheint mir auch realistisch.
mfg Sirvivor
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