Prędkość dryfu

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Prędkość dryfu (prędkość unoszenia) – średnia prędkość jaką uzyskuje cząstka (elektron, dziura, jon, itp.) w materiale pod wpływem pola elektrycznego. Używanie tego pojęcia w odniesieniu do cząstek w próżni nie ma sensu, gdyż są one przyspieszane a ich prędkość zależy od różnicy potencjałów i ich masy. W przypadku zaś ośrodków materialnych (ciało stałe, ciecz, gaz, itp.) ruch przyspieszanej cząstki jest spowalniany przez oddziaływania z siecią krystaliczną (w ciele stałym) lub inne cząstki (w cieczy, gazie). W układzie będącym w stanie równowagi prędkości cząstek podlegają pewnemu rozkładowi. Nawet gdy nie jesteśmy go w stanie poznać, można posługiwać się mierzalną wielkością makroskopową: średnią prędkością cząstki, czyli właśnie prędkością dryfu.

Prędkość dryfu elektronów w przewodniku o długości l, w którym płynie prąd stały, można określić na podstawie koncentracji elektronów przewodnictwa n, pola przekroju poprzecznego S i natężenia prądu I.

W objętości V przewodnika jest N elektronów przewodnictwa:

Ich sumaryczny ładunek wynosi zatem:

Natężenie prądu w przewodzie jest równe:

Prędkość dryfu to:

Stąd wynika:

Prędkość dryfu można także wyrazić przez gęstość prądu:

Elektrony mają ładunek ujemny, więc wektory i mają przeciwne zwroty.

Podstawiając przykładowe dane, odpowiadające silnie obciążonemu przewodowi w instalacji elektrycznej:

Otrzymujemy:

Zobacz też[edytuj]