Mi az elnyomó sebesség?

A csúszó sebesség definíció szerint a részecske nettó sebessége, amely véletlenszerű irány- és sebességváltozásokon megy keresztül. Ez a fogalom általában a szabad elektronok mozgásával kapcsolatos, amik egy vezetőben találhatóak. Képzeljünk el, hogy ezek a szabad elektronok tetszőleges sebességgel és véletlenszerű irányban haladnak a vezetőn keresztül. Amikor egy elektromos mezőt alkalmazunk a vezetőre, a véletlenszerűen mozgó elektronok elektromos erőt tapasztalnak, amely a mező irányába van igazítva.

Azonban ez a mező nem korlátozza az elektronok véletlenszerű mozgásának természetét. Ehelyett arra kényszeríti őket, hogy a magasabb potenciál felé gravitáljanak, miközben megőrzik a véletlenszerű mozgásukat. Így az elektronok a vezető magasabb potenciálú végéhez haladnak, mellett a véletlenszerű mozgásukkal.

Ez minden elektronhoz hozzáad egy nettó sebességet a vezető magasabb potenciálú végéhez, amit elektronok csúszó sebességének nevezünk.

A keletkező elektromos áram, ami ennek az elektronok csúszásának köszönhetően jön létre egy elektromosan feszült vezetőben, csúszó árannak nevezik. Jelentős, hogy minden elektromos áram alapvetően egy csúszó áram.

A csúszó sebesség és az elektron mobiliság közötti kapcsolat

Vegyünk bármilyen vezető anyagot, például fémet, szobahőmérsékleten. Mindig tartalmaz néhány szabad elektront. Részletesebben, ha valami vezető, akkor legalább néhány szabad elektron kell, hogy legyen benne bármilyen hőmérsékleten, ami abszolút zérus felett van.

Ezek a szabad elektronok a vezetőben véletlenszerűen navigálnak, gyakran ütközik nagyobb atomokkal, és változtatják a mozgásuk irányát.

Amikor egy állandó elektromos mezőt alkalmazunk a vezetőre, az elektronok elkezdik a pozitív terminál felé mozogni a felmerülő elektromos potenciálkülönbség miatt, amit általában feszültség-nek nevezünk. Az elektronmozgás azonban nem egyenes vonalú.

Ahogy az elektronok a pozitív potenciál felé haladnak, folyamatosan ütközik atomokkal, és véletlenszerűen elfordulnak. Minden ütközés során veszítenek kinetikus energiából, amit a mező hatására újra nyernek, és újra gyorsulnak a pozitív potenciál felé.

További ütközések hasonló energia-vesztést és utána újraenergiázást eredményeznek. Tehát, bár egy alkalmazott elektromos mező nem tudja megállítani az elektronok véletlenszerű mozgását a vezetőben, mégis generál egy nettó csúszást az elektronok felé a pozitív terminál felé.

Egyszerűbb kifejezéssel, az alkalmazott elektromos mező az elektronokat a pozitív terminál felé csúsztatja, adva nekik egy átlagos csúszó sebességet. Ahogy a mező intenzitása növekszik, az elektronok gyorsabban gyorsulnak a pozitív potenciál felé minden ütközés után. Így az elektronok több átlagos csúszó sebességet szereznek a pozitív potenciál felé, vagy más szóval, ellentétes irányba az alkalmazott elektromos mezővel.

Itt, ha ν jelöli a csúszó sebességet, és E a megalkalmazott elektromos mezőt, az elektron mobiliság, μe-vel jelölve, a ν és E arányaként értelmezhető.

Ahol μe az elektron mobiliságát jelenti.

Csúszó sebesség, csúszó áram és elektron mobiliság: Animáció

Az elektronok állandó folyása, amit a csúszó sebesség okoz, a csúszó áram létrejöttéhez vezet.

Ezen fogalmak, mint a csúszó sebesség, csúszó áram és elektron mobiliság, világos megértése és további kutatása révén elismertek lehetnek a kulcsszerepükért az elektrotechnika és a fizika világában.

Az áram, amit az elektronok állandó folyása okoz a csúszó sebesség miatt, csúszó árannak nevezik.

Forrás: Electrical4u

Megjegyzés: Tiszteletben tartjuk az eredeti cikket, a jó cikkek megosztása érdemes, ha sértés esetén lépjen kapcsolatba a törlésével.