Električna struja

Električna struja

Smjer struje

Jakost električne struje (I) :

t

QI [A = C s-1] [C = A s]

l

1 2

tv

S

n – gustoća slobodnih elektrona, broj slobodnih elektrona u jediničnom obujmu

- količina naboja koja je za vrijeme t prošla kroz poprečni presjek vodiča

t

tvenS

t

QI

QtvenS

venSI Općenito: I = QnSv

Primjer: Srebrnim vodičem površine presjeka 2,5 mm2 teče stalna struja jakosti 5 A. Izračunajmo:a) broj elektrona koji svake sekunde prođe površinom presjeka vodiča,b) srednju brzinu usmjerenog gibanja slobodnih elektrona ako je njihova gustoća u srebru 5,8·1028 m-3.

Rješenje:

S = 2,5 mm2

I = 5 A

a) N = ?

N = 3,125·1019

b) ?vvenSI

enS

Iv

263-2819 m 105,2m 105,8C 106,1

A 5

v

-14 s m 102 v

n = 5,8·1028 m-3

= 2,5·10-6 m2

t

QI

t

Ne

e

ItN

C 101,6

s 1A 519-

N

Zadatak 1: Snop elektrona ubrzanih naponom 300 V upada na izoliranu kuglu polumjera 10 cm u vakuumu.a) Kolika je brzina elektrona u snopu?b) Kolika je jakost struje elektrona ako ih je 100 u svakom cm3?c) Za koje će se vrijeme tom strujom kugla nabiti do potencijala -100 V?

Rješenje: a) v = ?

2

2mveU

W = Ek

m

eUv

2

kg 1011,9

V 300C 106,1231

19

v

v = 1,03·107 m s-1

U = 300 V

r = 10 cmn = 100 cm-3

= 0,10 m= 108 m-3

b) I = ?

I = enSv

I = enr2v

I = 5·10-6 A

c) t = ?

t

QI

I

Qt

rQ 04 r

Q

04

1

t = 2·10-4 s

= 5 A

I

rt

4 0

A 105

m 0,10V 100m N C 10854,846-

-2-1212

= 0,2 ms

= 1,6·10-19 C·108 m-3·(0,10 m)2 · ·1,03·107 m s-1

Zadatak 2: Pločasti kondenzator s pločama površine 400 cm2

i razmakom ploča 2 mm priključen je na izvor napona 750 V.Među pločama se nalazi staklena ploča debljine 2 mm. Kolika će biti srednja jakost struje ako staklenu ploču izvučemo iz prostora između ploča kondenzatora za 0,5 s? Relativna permitivnost stakla je 7.

Rješenje:

S = 400 cm2

d = 2 mm

U = 750 V

t = 0,5 s

r = 7

?I

td

SUI r

10

s 0,5m 002,0

)17(m 04,0m N C 108,854V 750 2-2-12-12

I

= 0,04 m2

= 0,002 mt

QI

t

CU

t

dS

dS

U r

00

t

CCU

)( 0

A 106,1 6I A 1,6