Hvad er Drift Velocity?
Drift hastighed defineres som den netto hastighed, en partikel opnår, når den udsættes for tilfældige ændringer i retning og hastighed. Dette koncept er typisk forbundet med frie elektroner, der bevæger sig inden i en leder. Forestil dig, at disse frie elektroner bevæger sig gennem lederen med vilkårlige hastigheder og i tilfældige retninger. Når et elektrisk felt anvendes på lederen, møder de haphazardbevægende elektroner en elektrisk kraft, der er justeret efter feltets retning.
Dette anvendte felt begrænser imidlertid ikke den tilfældige natur af elektronernes bevægelse. I stedet tvinger det dem til at bevæge sig mod højere potentiale, mens de bevarer deres tilfældige bevægelse. Derfor drifter elektronerne mod den højere potentielle ende af lederen sammen med deres tilfældige bevægelser.
Dette resulterer i, at hver elektron opnår en nettohastighed mod leders høje potentiale ende, kendt som elektronernes drift hastighed.
Den følgende elektriske strøm, som skyldes denne elektron-drift inden i en elektrisk spændt leder, kaldes driftstrøm. Det er værd at bemærke, at enhver elektrisk strøm i grundlæggende er en driftstrøm.
Forholdet mellem Drift Hastighed og Elektron Mobilitet
Overvej enhver ledende materiale, såsom metal, ved rumtemperatur. Det indeholder altid nogle frie elektroner. Mere videnskabeligt, hvis en substans er ledende, skal den indeholde mindst nogle få frie elektroner ved ethvert temperatur over absolut nulpunkt.
Disse frie elektroner inden i lederen navigerer tilfældigt, ofte kolliderer med større atomer og ændrer deres bevægelsesretning.
Når et stabiliseret elektrisk felt introduceres til lederen, begynder elektronerne at bevæge sig mod det positive terminal af det anvendte elektriske potentialet, som oftest kaldes spænding. Denne elektron bevægelse sker dog ikke i en ret linje.
Da elektronerne bevæger sig mod det positive potentiale, kolliderer de kontinuerligt med atomer og bliver tilfældigt afgivet. Hver kollision resulterer i tab af nogen af deres kinetiske energi, som de genopnår på grund af det elektriske feldts indflydelse, hvilket reaccelerer dem mod det positive potentiale.
Yderligere kollisioner fører til lignende tab og efterfølgende genopnåelse af kinetisk energi. Derfor kan et anvendt elektrisk felt ikke stoppe elektronernes tilfældige bevægelse inden i en leder, men det genererer en netto-drift af elektroner mod det positive terminal.
Med andre ord, det anvendte elektriske felt får elektronerne til at drifte mod det positive terminal, hvilket giver dem en gennemsnitlig drift hastighed. Jo mere intensivt det elektriske felt bliver, jo hurtigere accelererer elektronerne mod det positive potentiale efter hver kollision. Derfor opnår elektronerne mere gennemsnitlig drift hastighed mod det positive potentiale, eller i den modsatte retning af det anvendte elektriske felt.
Her, hvis ν repræsenterer drift hastighed, og E symboliserer det anvendte elektriske felt, kan elektron mobilitet, betegnet μe, forstås som forholdet mellem ν og E.
Hvor μe refereres til som elektron mobilitet.
Drift Hastighed, Drift Strøm og Elektron Mobilitet: En Animation
Den konstante flyd af elektroner, som skyldes drift hastighed, fører til dannelsen af, hvad der kendes som drift strøm.
Gennem klar forståelse og yderligere udforskning kan de forbundne koncepter af drift hastighed, drift strøm og elektron mobilitet anerkendes for deres vigtige roller i verden af elektronik og fysik.
Strømmen, der skyldes den konstante flyd af elektroner på grund af drift hastighed, kaldes drift strøm.
Kilde: Electrical4u
Erklæring: Respekt for det originale, godt artikel værd at dele, hvis der er krænkelse kontakt slet.
