소개
물리학과 관련하여 드리프트 속도 물리 섹션의 총 표시로 상당한 가치를 가진 중요한 주제입니다. 다른 관련 주제에는 전자의 이동성 가 포함됩니다. ,이 속도를 계산하는 공식 전자의 순 속도 .
드리프트 속도의 정의
모든 재료에는 아 원자 구성으로 전자가 매달려 있습니다. 이 전자는 외부 필드가 재료에 적용되지 않을 때 무작위로 움직입니다. 그러나, 전기장에서, 자유 전자는 전하를 달성하고 서서히 전기장과 유사한 방향으로 정렬되는 경향이있다. 따라서 드리프트 속도 그러한 전기장이있을 때 하전 입자가 표류하는 순 또는 평균 속도로 알려져 있습니다.
순 또는 평균 속도 이해
제로 켈빈 이상의 모든 전도성 재료는 아 원자 구성에 자유 전자를 가지고 있으며, 이는 임의 속도로 움직입니다. 이 도체 주변의 전위가있을 때, 이들 자유 입자는 양성 방향으로 스스로 정렬되는 경향이있다. 또한 전자가 표류함에 따라 다른 입자와 충돌하여 운동 에너지가 손실됩니다.
일정한 전기장은 하전 입자의 가속을 보장하여 빈번한 충돌을 초래합니다. 가속도는 적용된 전기장의 방향으로 발생하기 때문에, 이들 전자의 평균 속도는이 적용된 필드의 동일한 방향으로 발생한다.
따라서, 전자의 순 속도 전자에 의한 작은 드리프트에 관계없이 항상 필드와 비슷한 방향에 있습니다.
전자의 이동성 이해
vd는 드리프트 속도 입니다 그리고 E는 도체에 적용되는 전기장이며 이동성‘μ’는 다음과 같이 표시됩니다.
μ =vde
드리프트 속도에 영향을 미치는 요인 :
가 속도를 드리프트하는 주요 요인 의존적입니다 :
- 온도 : 온도가 증가하면 재료의 원자가 빠른 속도로 진동을 시작합니다. 따라서, 전자의 관련 이동이 증가한다. 따라서 드리프트 속도 도체의 온도가 증가함에 따라 증가합니다.
- 전위차 : 도체의 단면에 걸쳐 적용되는 전위 차이는 전류를 통해 흐르는 전류를 증가시킵니다. 이러한 전류의 증가는 전자가 빠르게 진동하게합니다. 따라서 전위차가 증가함에 따라 드리프트 속도 전자의 증가.
- 지역 : 전자로 덮어야하는 영역이 많을수록 에너지가 줄어 듭니다. 전자는 가장 짧은 거리를 통과하는 것을 선호하며, 이는 도체의 단면적이 증가함에 따라 크게 증가합니다. 따라서 도체의 단면적이 증가함에 따라 드리프트 속도 도체의 감소. 따라서 도체의 면적과 그 드리프트 속도 서로 반비례합니다.
드리프트 속도를 계산하기위한 공식 :
‘를하자 나는 Amperes의 전도성 재료를 통과하는 충전입니다.
‘n’은 전하 입자 또는 전자의 총 수입니다.
‘A’는 재료의 단면적
입니다‘vd’는 드리프트 속도 입니다 재료의 하전 입자 및
‘Q’는 쿨롱의 전자 전하입니다.
그런 다음,
i =nav d Q
전류 및 드리프트 속도 :
드리프트 속도 하전 된 입자는 무한대로 작으며 약 10-3ms-1로 측정됩니다. 따라서, 전자가 그렇게 낮은 속도로 움직이는 경우, 길이 1 미터 길이의 전도성 재료를 통해 흐르는 데 약 17 분이 걸립니다. 그러나이 속도는 가정에서 전기 기기의 작동에 영향을 미치지 않습니다. 전류가 일반적으로 경량에서 매우 빠르게 흐르기 때문에 입자가 재료 내부에서 표류하는 속도가 아니라.
.따라서 전류는 드리프트 속도 에 의한 것이 아님이 관찰됩니다. 전자의. 도체를 통과하는 전류는 단면 영역에 걸쳐 적용된 전기장 때문입니다. 드리프트 속도 의 큰 기여는 없습니다. 도체를 통과하는 전류에서.
전류 밀도 및 드리프트 속도 :
전류 밀도는 전도성 물질의 단위 단면에서 흐르는 단위 시간당 전하량이라고합니다. 전류 밀도와 드리프트 속도 의 관계 다음과 같이 공식화됩니다.
j =I/A.
여기서‘J’는 현재 밀도입니다. 이전 섹션에서 드리프트 속도가 공식으로 계산된다는 것을 알았습니다.
i =nav d Q
여기서
‘나’는 전도성 재료를 통과하는 충전입니다.
‘n’은 전하 입자 또는 전자의 총 수입니다.
‘A’는 재료의 단면적
입니다‘vd’는 드리프트 속도 입니다 재료의 전하 입자의 및
‘Q’는 쿨롱의 전자 전하입니다.
따라서 현재 밀도로‘I’의 값을 대체하면 다음과 같은 결과를 얻습니다.
j =nv d q.
다시 말해, 드리프트 속도는 전류 밀도 에 직접 비례합니다. 하전 입자의. 또한, 전기장의 힘을 증가시킬 때, 속도는 증가하여 전도성 재료를 통과하는 전류의 양이 크게 증가합니다.
.결론 :
이 간단한 기사가 드리프트 속도의 기본 사항을 이해하는 데 도움이되기를 바랍니다. 드리프트 속도를 계산하는 빠른 공식 전자의 이동성 . 하전 된 입자 또는 전자의 평균 속도입니다. 이 속도와 전류 사이의 확립 된 관계는이를 전류 밀도와 더 관련시키는 데 도움이됩니다.
