Apa itu Kecepatan Drift?

Kecepatan drift didefinisikan sebagai kecepatan bersih partikel yang mengalami perubahan acak arah dan kecepatan. Konsep ini biasanya dikaitkan dengan elektron bebas yang bergerak dalam sebuah konduktor. Bayangkan elektron bebas ini melintasi konduktor dengan kecepatan sembarang dan dalam arah acak. Ketika sebuah medan listrik diterapkan pada konduktor, elektron yang bergerak acak mengalami gaya listrik yang sejajar dengan arah medan.

Namun, medan yang diterapkan ini tidak mengurangi sifat acak gerakan elektron. Sebaliknya, medan tersebut memaksa mereka untuk bergerak menuju potensial yang lebih tinggi sambil tetap mempertahankan gerakan acaknya. Akibatnya, elektron bergeser menuju ujung konduktor dengan potensial yang lebih tinggi bersamaan dengan gerakan acak mereka.

Hal ini menghasilkan setiap elektron mendapatkan kecepatan bersih menuju ujung konduktor dengan potensial yang lebih tinggi, yang disebut kecepatan drift elektron.

Arus listrik yang dihasilkan dari drift elektron dalam konduktor yang dipengaruhi oleh medan listrik disebut arus drift. Perlu dicatat bahwa setiap arus listrik pada dasarnya adalah arus drift.

Hubungan antara Kecepatan Drift dan Mobilitas Elektron

Pertimbangkan bahan konduktif apa pun, seperti logam, pada suhu ruangan. Selalu ada beberapa elektron bebas. Lebih ilmiah, zat, jika konduktif, harus mengandung setidaknya beberapa elektron bebas pada suhu di atas nol mutlak.

Elektron bebas dalam konduktor bergerak secara acak, sering kali bertabrakan dengan atom yang lebih besar atom dan mengubah arah gerakan mereka.

Ketika medan listrik stabil diperkenalkan ke konduktor, elektron mulai bergerak menuju terminal positif dari perbedaan potensial listrik yang diterapkan, umumnya dikenal sebagai tegangan. Namun, gerakan elektron ini tidak berlangsung dalam garis lurus.

Sebagai elektron bergerak menuju potensial positif, mereka terus-menerus bertabrakan dengan atom dan bergerak secara acak. Setiap tabrakan mengakibatkan hilangnya sebagian energi kinetik mereka, yang mereka dapatkan kembali karena pengaruh medan listrik, mengakselerasi mereka kembali menuju potensial positif.

Tabrakan lebih lanjut mengakibatkan hilangnya dan kemudian pemulihan energi kinetik. Oleh karena itu, meskipun medan listrik yang diterapkan tidak dapat menghentikan gerakan acak elektron dalam konduktor, ia menghasilkan drift bersih elektron menuju terminal positif.

Dengan kata lain, medan listrik yang diterapkan menyebabkan elektron bergeser menuju terminal positif, memberikan mereka kecepatan drift rata-rata. Seiring intensitas medan listrik meningkat, elektron berakselerasi lebih cepat menuju potensial positif setelah setiap tabrakan. Akibatnya, elektron mendapatkan kecepatan drift rata-rata yang lebih tinggi menuju potensial positif, atau dalam arah yang berlawanan dengan medan listrik yang diterapkan.

Di sini, jika ν mewakili kecepatan drift dan E mewakili medan listrik yang diterapkan, mobilitas elektron, yang dinyatakan dengan μe, dapat dipahami sebagai rasio ν terhadap E.

Dimana μe disebut mobilitas elektron.

Kecepatan Drift, Arus Drift, dan Mobilitas Elektron: Animasi

Aliran elektron yang berkelanjutan, disebabkan oleh kecepatan drift, mengarah pada pembentukan apa yang dikenal sebagai arus drift.

Melalui pemahaman yang jelas dan penjelajahan lebih lanjut, konsep-konsep yang saling terkait seperti kecepatan drift, arus drift, dan mobilitas elektron dapat dihargai karena peran kritis mereka dalam dunia elektronika dan fisika.

Arus yang disebabkan oleh aliran elektron yang stabil karena kecepatan drift disebut arus drift.

Sumber: Electrical4u

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika ada pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.