જો $10 \ m$ લંબાઈના સીધા વાહકમાંથી $80 \ A$ નો પ્રવાહ વહેતો હોય,તો વાહકમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનનું કુલ વેગમાન કેટલું હશે? (ઇલેક્ટ્રોનનું દળ $= 9.1 \times 10^{-31} \ kg$ અને ઇલેક્ટ્રોનનો વીજભાર $= 1.6 \times 10^{-19} \ C$)

$1\, mm^2$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતા તારમાંથી $1.6\, A$ નો વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે. જો તારના દ્રવ્યમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતા $10^{29}\, m^{-3}$ હોય,તો ઇલેક્ટ્રોનનો ડ્રિફ્ટ વેગ કેટલો હશે?

એક નળાકાર અવરોધકને બેટરી $\varepsilon$ સાથે જોડવામાં આવે છે. નળાકારમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતા સમાન છે, અને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ નળાકારના મધ્ય ભાગની ત્રિજ્યા મોટી છે. નીચેનામાંથી કયો આલેખ $V_d$ (ડ્રિફ્ટ વેગ) અને $x$ (અવરોધકની લંબાઈ સાથેનું અંતર) વચ્ચેના ફેરફારને દર્શાવે છે?

વાહકનું વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$,પ્રવાહ ઘનતા $J$ અને વાહકતા $\sigma$ વચ્ચેનો સંબંધ શું છે?

$(a)$ $1.0 \times 10^{-7} \; m^{2}$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતા અને $1.5 \; A$ વિદ્યુતપ્રવાહ વહન કરતા તાંબાના તારમાં વહન ઇલેક્ટ્રોનનો સરેરાશ ડ્રિફ્ટ વેગ શોધો. ધારો કે દરેક તાંબાનો પરમાણુ આશરે એક વહન ઇલેક્ટ્રોન આપે છે. તાંબાની ઘનતા $9.0 \times 10^{3} \; kg/m^{3}$ અને તેનો પરમાણ્વીય દળ $63.5 \; u$ છે.
$(b)$ ઉપર મેળવેલા ડ્રિફ્ટ વેગની સરખામણી $(i)$ સામાન્ય તાપમાને તાંબાના પરમાણુઓની ઉષ્મીય ઝડપ સાથે,$(ii)$ વાહક સાથે વિદ્યુતક્ષેત્રના પ્રસરણની ઝડપ સાથે કરો, જે ડ્રિફ્ટ ગતિનું કારણ બને છે.

એક વાહકમાં,જો એકમ કદ દીઠ વાહક ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા $8.5 \times 10^{28} \ m^{-3}$ હોય અને સરેરાશ મુક્ત સમય $25 \ fs$ (ફેમટો સેકન્ડ) હોય,તો તેની આશરે અવરોધકતા કેટલી હશે? (આપેલ છે: $m_e = 9.1 \times 10^{-31} \ kg$,$e = 1.6 \times 10^{-19} \ C$)