چیست سرعت پلکانی؟
سرعت انحراف به عنوان سرعت خالص ذره‌ای تعریف می‌شود که تغییرات تصادفی در جهت و سرعت را تجربه می‌کند. این مفهوم معمولاً با الکترون‌های آزاد در یک رسانا مرتبط است. تصور کنید این الکترون‌های آزاد با سرعت‌ها و جهات تصادفی در رسانا حرکت می‌کنند. هنگامی که یک میدان الکتریکی به رسانا اعمال می‌شود، الکترون‌های حرکت تصادفی برخورد با نیروی الکتریکی متناسب با جهت میدان می‌کنند.
با این حال، این میدان اعمال شده حالت تصادفی حرکت الکترون‌ها را متوقف نمی‌کند. بلکه آن‌ها را مجبور می‌کند به سمت پتانسیل بالاتر حرکت کنند در حالی که حرکت تصادفی آن‌ها حفظ می‌شود. بنابراین، الکترون‌ها به سمت پایانه با پتانسیل بالاتر رسانا همراه با حرکت تصادفی خود حرکت می‌کنند.
این باعث می‌شود هر الکترون یک سرعت خالص به سمت پایانه با پتانسیل بالاتر رسانا کسب کند که به آن سرعت انحراف الکترون‌ها گفته می‌شود.
جریان الکتریکی ناشی از این انحراف الکترون‌ها در یک رسانا تحت فشار الکتریکی، جریان انحراف نامیده می‌شود. باید توجه داشت که هر جریان الکتریکی اساساً یک جریان انحراف است.
رابطه بین سرعت انحراف و متحرکی الکترون
هر ماده رسانا، مانند فلز، در دمای اتاق، همیشه بعضی الکترون‌های آزاد دارد. به طور علمی‌تر، یک ماده اگر رسانا باشد، باید حداقل چند الکترون آزاد در هر دمای بالاتر از صفر مطلق داشته باشد.
این الکترون‌های آزاد درون رسانا به طور تصادفی حرکت می‌کنند و مرتباً با اتم‌های بزرگ‌تر اتم برخورد می‌کنند و جهت حرکت خود را تغییر می‌دهند.
هنگامی که یک میدان الکتریکی ثابت به رسانا اعمال می‌شود، الکترون‌ها شروع به حرکت به سمت ترمینال مثبت اختلاف پتانسیل الکتریکی که به طور معمول به عنوان ولتاژ شناخته می‌شود، می‌کنند. این حرکت الکترون‌ها، اما خطی نیست.
در حالی که الکترون‌ها به سمت پتانسیل مثبت حرکت می‌کنند، مداوم با اتم‌ها برخورد می‌کنند و به طور تصادفی منحرف می‌شوند. هر برخورد باعث از دست دادن بخشی از انرژی جنبشی آن‌ها می‌شود که آن‌ها آن را به دلیل تأثیر میدان الکتریکی بازیابی می‌کنند و دوباره به سمت پتانسیل مثبت شتاب می‌گیرند.
برخوردهای بیشتر باعث از دست دادن و بازیابی مجدد انرژی جنبشی می‌شود. بنابراین، در حالی که یک میدان الکتریکی اعمال شده نمی‌تواند حرکت تصادفی الکترون‌ها در یک رسانا را متوقف کند، اما یک انحراف خالص الکترون‌ها به سمت ترمینال مثبت ایجاد می‌کند.
به عبارت ساده‌تر، میدان الکتریکی اعمال شده باعث می‌شود الکترون‌ها به سمت ترمینال مثبت انحراف یابند و به آن‌ها یک سرعت انحراف میانگین می‌دهد. همان‌طور که شدت میدان الکتریکی افزایش می‌یابد، الکترون‌ها پس از هر برخورد سریع‌تر به سمت پتانسیل مثبت شتاب می‌گیرند. بنابراین، الکترون‌ها سرعت انحراف میانگین بیشتری به سمت پتانسیل مثبت یا در جهت مخالف میدان الکتریکی اعمال شده کسب می‌کنند.
در اینجا، اگر ν نشان‌دهنده سرعت انحراف و E نشان‌دهنده میدان الکتریکی اعمال شده باشد، متحرکی الکترون که با μe نشان داده می‌شود، به عنوان نسبت ν به E درک می‌شود.
که در آن μe به عنوان متحرکی الکترون شناخته می‌شود.
سرعت انحراف، جریان انحراف و متحرکی الکترون: یک انیمیشن
پرتاب مستمر الکترون‌ها، ناشی از سرعت انحراف، منجر به تشکیل آنچه به عنوان جریان انحراف شناخته می‌شود می‌شود.
با درک واضح و کشف بیشتر، مفاهیم مرتبط سرعت انحراف، جریان انحراف و متحرکی الکترون می‌توانند به دلیل نقش‌های مهم خود در دنیای الکترونیک و فیزیک مورد تقدیر قرار گیرند.
جریان ناشی از جریان مستمر الکترون‌ها به دلیل سرعت انحراف به آن جریان انحراف گفته می‌شود.
منبع: Electrical4u
بیانیه: احترام به اصلی، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاری دارند، در صورت نقض حق تکثیر لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.
