Hva er Drift Velocity?

Driftfart defineres som den netto fart partikler har som undergår tilfeldige endringer i retning og hastighet. Dette konseptet er typisk knyttet til frie elektroner som beveger seg innenfor en leder. Tenk deg disse frie elektronene som traverserer lederen med vilkårlige hastigheter og i tilfeldige retninger. Når et elektrisk felt påføres over lederen, møter de haphazardt bevegende elektronene en elektrisk kraft som er i tråd med feltets retning.

Dette påførte feltet begrenser imidlertid ikke den tilfeldige naturen av elektronenes bevegelse. I stedet tvinger det dem til å bevege seg mot høyere potensial mens de beholder sin tilfeldige bevegelse. Dermed drifter elektronene mot den høyere potensielle ende av lederen sammen med deres tilfeldige bevegelser.

Dette resulterer i at hver elektron oppnår en netto fart mot lederens høyere potensielle ende, kjent som driftfarten til elektronene.

Den følgende elektriske strøm, som skyldes denne elektron-drift innenfor en elektrisk spenningsbelasted leder, kalles driftstrøm. Det er verdt å merke seg at enhver elektrisk strøm i grunnen er en driftstrøm.

Forholdet mellom driftfart og elektronmobilitet

Tenk deg et ledende materiale, for eksempel metall, ved romtemperatur. Det inneholder alltid noen frie elektroner. Mer vitenskapelig uttrykt, hvis et stoff er ledende, må det inneholde minst noen få frie elektroner ved enhver temperatur over absolutt null.

Disse frie elektronene innenfor lederen navigerer tilfeldig, ofte kolliderer med større atomer og endrer deres bevegelsesretning.

Når et stabil elektrisk felt introduseres til lederen, begynner elektronene å bevege seg mot det positive terminalen av det påførte elektriske potensialforskjellen, kjent som spenning. Denne elektronbevegelsen skjer imidlertid ikke i en rett linje.

Som elektronene beveger seg mot det positive potensialet, kolliderer de kontinuerlig med atomer og deflekterer tilfeldig. Hver kollisjon fører til tap av noen av deres kinetiske energier, som de gjenopptar på grunn av feltets påvirkning, og akselererer dem igjen mot det positive potensialet.

Ytterligere kollisjoner fører til lignende tap og gjenopptak av kinetisk energi. Derfor kan et påført elektrisk felt ikke stoppe elektronenes tilfeldige bevegelse innenfor en leder, men det genererer en nettodrift av elektroner mot det positive terminalen.

Med andre ord, det påførte elektriske feltet fører til at elektronene drifter mot det positive terminalen, og gir dem en gjennomsnittlig driftfart. Jo sterkere det elektriske feltet blir, jo raskere akselererer elektronene mot det positive potensialet etter hver kollisjon. Dermed får elektronene mer gjennomsnittlig driftfart mot det positive potensialet, eller i motsatt retning av det påførte elektriske feltet.

Her, hvis ν representerer driftfarten og E symboliserer det påførte elektriske feltet, kan elektronmobiliteten, betegnet μe, forstås som forholdet mellom ν og E.

Hvor μe refereres til som elektronmobilitet.

Driftfart, driftstrøm og elektronmobilitet: En animasjon

Den vedvarende elektronflyten, forårsaket av driftfart, fører til dannelsen av det som er kjent som driftstrøm.

Gjennom klar forståelse og videre utforskning kan de forbundne konseptene om driftfart, driftstrøm og elektronmobilitet settes i perspektiv for deres kritiske roller i verden av elektronikk og fysikk.

Strømmen forårsaket av den stabile flyten av elektroner på grunn av driftfart kalles driftstrøm.

Kilde: Electrical4u

Erklæring: Respekt for originaliteten, godt innhold fortjener å deles, ved infringement kontakt for sletting.