유속이란 무엇인가요

드리프트 속도는 방향과 속도가 임의로 변하는 입자의 순속도를 정의합니다. 이 개념은 일반적으로 전기 전도체 내에서 자유롭게 움직이는 전자와 관련이 있습니다. 이러한 자유 전자가 임의의 속도와 임의의 방향으로 전도체를 통과한다고 상상해보세요. 전기장이 전도체에 걸릴 때, 무작위로 움직이는 전자들은 전기장 방향과 일치하는 전기력을 받습니다.

그러나 이 적용된 전기장은 전자의 무작위 운동을 억제하지 않습니다. 대신, 전자들이 높은 전위로 이동하도록 강제하면서도 그들의 무작위 운동을 유지하게 합니다. 결과적으로, 전자들은 무작위 운동을 하면서 전도체의 높은 전위 쪽으로 드리프트합니다.

이로 인해 각 전자는 전도체의 높은 전위 쪽으로 순속도를 얻게 되며, 이를 전자의 드리프트 속도라고 합니다.

이렇게 전도체 내에서 전자의 드리프트로 인한 전류는 드리프트 전류라고 부릅니다. 모든 전류가 기본적으로 드리프트 전류임을 기억해야 합니다.

드리프트 속도와 전자 이동성 간의 관계

금속과 같은 도체 재료를 고려해보면, 실온에서도 항상 일부 자유 전자를 포함하고 있습니다. 좀 더 과학적으로 말하면, 도체인 물질은 절대 영도 이상의 온도에서는 적어도 몇 개의 자유 전자를 포함해야 합니다.

도체 내의 이러한 자유 전자는 임의로 움직이며, 종종 큰 원자들과 충돌하여 운동 방향을 변경합니다.

도체에 안정적인 전기장이 가해지면, 전자들은 전기적 잠재차의 양극단, 즉 전압이라고 알려진 방향으로 이동하기 시작합니다. 그러나 이 전자들의 움직임은 직선이 아닙니다.

전자들이 양전위로 이동하면서 원자들과 계속 충돌하고 임의로 편향됩니다. 각 충돌은 일부 운동 에너지를 잃게 하지만, 전기장의 영향으로 다시 얻어 전자들을 양전위로 재가속시킵니다.

추가 충돌은 유사한 에너지 손실과 후속 에너지 회복을 초래합니다. 따라서, 적용된 전기장은 도체 내에서 전자의 무작위 운동을 중단할 수 없지만, 양극단으로의 순간적인 드리프트를 생성합니다.

간단히 말해, 적용된 전기장은 전자들이 양극단으로 드리프트하도록 하여 평균 드리프트 속도를 제공합니다. 전기장의 세기가 증가할수록, 전자들은 각 충돌 후 양전위로 더 빠르게 가속됩니다. 결과적으로, 전자들은 더 많은 평균 드리프트 속도를 얻어 양전위, 또는 적용된 전기장의 반대 방향으로 이동합니다.

여기서 ν가 드리프트 속도이고 E가 적용된 전기장을 나타낸다면, 전자 이동성 μe는 ν와 E의 비율로 이해할 수 있습니다.

여기서 μe는 전자 이동성을 의미합니다.

드리프트 속도, 드리프트 전류, 전자 이동성: 애니메이션

드리프트 속도로 인한 전자의 지속적인 흐름은 드리프트 전류라는 것을 형성합니다.

명확한 이해와 추가적인 탐구를 통해, 드리프트 속도, 드리프트 전류, 그리고 전자 이동성이라는 연결된 개념들이 전자공학과 물리학에서 중요한 역할을 하는 것을 감상할 수 있습니다.

드리프트 속도로 인한 전자의 지속적인 흐름으로 인해 발생하는 전류를 드리프트 전류라고 합니다.

출처: Electrical4u

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