Teaching Subject

วัตถุประสงค์ บูรณาการวิชาฟิสิกส์ เรื่องไฟฟ้าระดับการศึกษามัธยมศึกษาตอนปลาย
ด้วยฐานการทำงานของฐานงานไฟฟ้า

2. อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ในโลหะตัวนำ โดยใน 2 วินาที จะเคลื่อนที่ผ่านพื้นที่หน้าตัดแห่ง

หนึ่ง 4x10¹⁰ ตัว จงหากระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวนำนี้

โจทย์ให้

1. เวลา (t) = 2 s.

2. อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ผ่านพื้นที่หน้าตัด = 4x10¹⁰ ตัว

เรารู้ความสัมพันธ์ Q, N, e

Q = ประจุ (Charge)

N=จำนวนอนุภาคของไฟฟ้านั้น

I = กระแสไฟฟ้า (Electric current) amps, A

1.

I = 3.2 x 10^-9 A
I = 3.2 nA Ans

เพื่อให้เห็นภาพว่า Ne มาได้อย่างไร !

อิเล็กตรอน 1 ตัว มี 1 e ก็คือ 1.6 x 10 ^-19 C

อิเล็กตรอน 2 ตัว มี 2 e ก็คือ 2 x 1.6 x 10 ^-19 C
อิเล็กตรอน N ตัว มี Ne ก็คือ N 1.6 x 10 ^-19 C
·ในที่นี้ N ก็คือ 4 x 10¹⁰

ในเวลา t มีอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจำนวน N ตัว เคลื่อนที่ผ่านภาคตัดขวางของตัวกลาง ถ้าอนุภาคแต่ละตัวมีประจุไฟฟ้า e ดังนั้นประจุไฟฟ้าทั้งหมด q ที่ผ่านภาคตัดขวางจะเท่ากับ Ne

Remark : 10 ^-9A = 1 nA