Mis on dreifikiirus?

Driftkiirus defineeritakse kui osakeste netokiirus, mis käivad juhuslikult suunda ja kiirust muutes. See mõiste on tavaliselt seotud vabade elektronide liikumisega joontajates. Kujutlege, et need vabad elektronid liiguvad joontajas suvaliste kiirustega ja juhuslikel suundadel. Kui elektriväli rakendatakse joontaja kohal, siis hooletult liikuva elektritega kokkupuude toob kaasa elektrilise jõu, mis on vastavuses välja suunaga.

See aga ei piira elektronide juhuslikku liikumist. Pigem sundib see neid liikuma suurema potentsiaali poole, säilitades nende juhusliku liikumise. Seetõttu liiguvad elektronid joontaja suurema potentsiaali otsa, järgides oma juhuslikke liikumisi.

Selle tulemuseks on, et iga elektron saab netokiiruse joontaja suurema potentsiaali otsa, mida nimetatakse elektronide driftkiiruseks.

Tulemusena sellest elektronide driftkiirusest elektriliselt pingestatud joontajas tekkinud elektrivool nimetatakse driftvooluks. Väärib märkimist, et iga elektrivool on põhimõtteliselt driftvool.

Driftkiiruse ja elektronide mobiilsuse vaheline seos

Konsiderige ühtegi joontavat materjali, näiteks mettaal, ruumtemperatuuril. See hoiab alati mõnda vaba elektrone. Täpsemalt öeldes peab joontav aine sisaldama vähemalt mõnda vaba elektrone igal temperatuuril, mis on kõrgem absoluutselt nullist.

Need vabad elektronid joontajas navigeerivad juhuslikult, sageli kokkupõrkes suuremate aatomidega ja muutes oma liikumissuunda.

Kui joontajale rakendatakse stabiilne elektriväli, hakkavad elektronid liikuma rakendatud elektrilise pingepaari positiivsele poolt, mida tavaliselt nimetatakse pingeks. Selle elektronide liikumine ei ole sirge lineaarne.

Kuna elektronid liiguvad positiivse potentsiaali poole, nad pidevalt kokkupõrkevad aatomidega ja deflekteeruvad juhuslikult. Iga kokkupõrge tõmbab enda järel mõnda nende kinetilist energiat, mille nad taas saavad elektrivälja mõju tõttu, taas kiirendades neid positiivse potentsiaali poole.

Lisakokkupõrked viivad sarnase energia kadumiseni ja taas saamiseni. Seega, kui rakendatud elektriväli ei saa elektronide juhuslikku liikumist joontajas peatada, siis see genereerib elektronide netodrifti positiivsele pooldele.

Lihtsamalt öeldes, rakendatud elektriväli põhjustab elektronide drifti positiivsele pooldele, andes neile keskmise driftkiiruse. Kui elektriväli intensiivsus kasvab, kiirenevad elektronid kiiremini positiivse potentsiaali poole iga kokkupõrke järel. Seega saavad elektronid suurema keskmise driftkiiruse positiivse potentsiaali poole, või vastupidises suunas rakendatud elektriväljaga.

Siin, kui ν esindab driftkiirust ja E rakendatud elektrivälja, elektronide mobiilsus, tähistatud μe, saab arusaadavaks kui ν ja E suhe.

Kus μe viitab elektronide mobiilsusele.

Driftkiirus, driftvool ja elektronide mobiilsus: Animaator

Elektronide püsiv vool, mis on tekitatud driftkiiruse kaudu, viib selle, mida nimetatakse driftvooluks.

Selguse ja edasist uurimist kaudu saab hindama nende seotud mõisteid, nagu driftkiirus, driftvool ja elektronide mobiilsus, nende kriitilise rolli ehitööstuses ja füüsikas.

Vool, mis on põhjustatud elektronide püsiva voolu tõttu driftkiiruse kaudu, nimetatakse driftvooluks.

Allikas: Electrical4u

Avtorihüvitus: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.