$(a)$ આકૃતિમાં દર્શાવેલ પરિપથનો વિચાર કરો. પ્રારંભિક સ્થિતિ (જ્યારે પ્રવાહ શૂન્ય હોય,ઉષ્મીય ગતિને અવગણો) થી ડ્રિફ્ટ વેગની સ્થિતિ સુધી પહોંચવા માટે ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા કેટલી ઊર્જા શોષાય છે?
$(b)$ ઇલેક્ટ્રોન દર સેકન્ડે $R I^2$ ના દરે ઉષ્મીય ઊર્જામાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે. સમસ્યા $(a)$ માં મળેલી ઊર્જા સાથે કયો સમયગાળો સંકળાયેલ હશે? આપેલ છે: $n = 10^{29} \, m^{-3}$,પરિપથની લંબાઈ $l = 10 \, cm$,આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $A = (1 \, mm)^2$.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) પરિપથમાં પ્રવાહ $I = \frac{V}{R} = \frac{6}{6} = 1 \, A$.
ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ઘનતા $n = 10^{29} \, m^{-3}$.
તારની લંબાઈ $l = 10 \, cm = 0.1 \, m$.
આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $A = (1 \, mm)^2 = 10^{-6} \, m^2$.
તારનું કદ $V_{vol} = A \times l = 10^{-6} \times 0.1 = 10^{-7} \, m^3$.
ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા $N = n \times V_{vol} = 10^{29} \times 10^{-7} = 10^{22}$.
ડ્રિફ્ટ વેગ $v_d = \frac{I}{nAe} = \frac{1}{10^{29} \times 10^{-6} \times 1.6 \times 10^{-19}} = \frac{1}{1.6 \times 10^4} = 0.625 \times 10^{-4} \, m/s = 6.25 \times 10^{-5} \, m/s$.
કુલ ગતિ ઊર્જા $K.E. = N \times \frac{1}{2} m_e v_d^2 = 10^{22} \times 0.5 \times 9.1 \times 10^{-31} \times (6.25 \times 10^{-5})^2$.
$K.E. = 4.55 \times 10^{-9} \times 39.06 \times 10^{-10} \approx 1.78 \times 10^{-17} \, J$.
$(b)$ વ્યય થતી પાવર $P = I^2 R = (1)^2 \times 6 = 6 \, W$.
$P = \frac{E}{t}$ હોવાથી,સમયગાળો $t = \frac{E}{P} = \frac{1.78 \times 10^{-17}}{6} \approx 2.97 \times 10^{-18} \, s \approx 3 \times 10^{-18} \, s$.

Explore More

Similar Questions

તાંબાના તારમાં દરેક પરમાણુ એક મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે. જો વ્યાસ $1\, mm$ અને પ્રવાહ $1.1\, A$ હોય,તો ડ્રિફ્ટ વેગ શોધો. (આપેલ છે: ઘનતા $\rho = 9 \times 10^{3}\, kg/m^3$,મોલર દળ $M = 63\, g/mol$,એવોગેડ્રો આંક $N_A = 6.023 \times 10^{23}\, mol^{-1}$,પ્રાથમિક વિદ્યુતભાર $e = 1.6 \times 10^{-19}\, C$)

વિધાન: વાહકમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન હંમેશા ગતિ કરતા રહે છે,તેમ છતાં જ્યાં સુધી તેમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર ન થાય ત્યાં સુધી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં તેમના પર કોઈ ચુંબકીય બળ લાગતું નથી.
કારણ: મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનનો સરેરાશ વેગ શૂન્ય હોય છે.

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,એક વાહક તારમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે. બિંદુ $A$ આગળ તારના આડછેદની ત્રિજ્યા $3r$ છે અને બિંદુ $B$ આગળ $r$ છે. બિંદુ $A$ અને $B$ આગળ ડ્રિફ્ટ વેગનો ગુણોત્તર શોધો.

રિલેક્સેશન ટાઈમ (વિશ્રામ સમય) એટલે શું?

$1 \,cm^2$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતા વાહક તારમાં $3 \times 10^{23}$ વિદ્યુતભાર વાહકો પ્રતિ $m^3$ દીઠ છે. જો તારમાં $24 \,mA$ નો પ્રવાહ વહેતો હોય, તો વાહકોનો ડ્રિફ્ટ વેગ કેટલો હશે?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo