Để tính vận tốc trôi của electron trong dây dẫn, ta sử dụng công thức liên quan giữa dòng điện, mật độ electron và vận tốc trôi. Công thức này được cho bởi:
\[ I = n \cdot A \cdot q \cdot v \]
Trong đó:
- \( I \) là cường độ dòng điện (A),
- \( n \) là mật độ electron (m^{-3}),
- \( A \) là diện tích tiết diện (m^{2}),
- \( q \) là điện tích của một electron (coulomb),
- \( v \) là vận tốc trôi của electron (m/s).
Giá trị của điện tích của một electron \( q \) khoảng \( 1,6 \times 10^{-19} \) C.
Bây giờ, chúng ta sẽ thay các giá trị đã biết vào công thức:
- Cường độ dòng điện \( I = 2,8 \) A
- Mật độ electron \( n = 8,5 \times 10^{28} \) electron/m\(^3\)
- Diện tích tiết diện \( A = 3,2 \times 10^{-6} \) m\(^2\)
- Điện tích của electron \( q = 1,6 \times 10^{-19} \) C
Thay các giá trị vào công thức:
\[ 2,8 = (8,5 \times 10^{28}) \cdot (3,2 \times 10^{-6}) \cdot (1,6 \times 10^{-19}) \cdot v \]
Giải phương trình trên để tìm \( v \):
\[ v = \frac{2,8}{(8,5 \times 10^{28}) \cdot (3,2 \times 10^{-6}) \cdot (1,6 \times 10^{-19})} \]
Tính toán từng phần:
- Tính \( (8,5 \times 10^{28}) \cdot (3,2 \times 10^{-6}) \cdot (1,6 \times 10^{-19}) \):
\[ = 8,5 \times 3,2 \times 1,6 \times 10^{28 - 6 - 19} \]
\[ = 43,52 \times 10^{3} = 4,352 \times 10^{4} \]
- Giờ thay vào để tính \( v \):
\[ v = \frac{2,8}{4,352 \times 10^{4}} \]
Tính giá trị:
\[ v \approx \frac{2,8}{43520} \approx 0,0000643 \text{ m/s} \]
Vậy, vận tốc trôi của electron trong dây dẫn là khoảng \( 6,43 \times 10^{-5} \) m/s.
**Kết quả: Vận tốc trôi của electron là \( 6,43 \times 10^{-5} \) m/s.**