Vad är driftfart?
Driftfarten definieras som den nettohastighet en partikel uppnår efter att ha undergått slumpmässiga ändringar i riktning och hastighet. Detta begrepp är vanligtvis associerat med fria elektroner som rör sig inuti en ledare. Föreställ dig dessa fria elektroner som genomtraverserar ledaren med godtyckliga hastigheter och i slumpmässiga riktningar. När ett elektriskt fält appliceras över ledaren, stöter de haphazardly rörande elektronerna på en elektrisk kraft som är utriktad i samma riktning som fältet.
Det tillämpade fältet begränsar dock inte den slumpmässiga naturen av elektronernas rörelse. I stället tvingar det dem att flytta mot högre potential samtidigt som de behåller sin slumpmässiga rörelse. Därför drifter elektronerna mot den del av ledaren som har högre potential, samtidigt som de fortsätter sina slumpmässiga rörelser.
Detta resulterar i att varje elektron får en nettohastighet mot ledarens högpotentialslut, vilket kallas för driftfart för elektroner.
Den resulterande elektriska strömmen, orsakad av denna elektron-drift inom en elektriskt belastad ledare, kallas för driftström. Det är viktigt att notera att varje elektrisk ström i grund och botten är en driftström.
Relationen mellan driftfart och elektronmobilitet
Betrakta något ledande material, såsom metall, vid rumstemperatur. Det innehåller alltid några fria elektroner. Mer vetenskapligt uttryckt måste ett ämne, om det är ledande, innehålla minst några fria elektroner vid alla temperaturer över absolut noll.
Dessa fria elektroner inuti ledaren navigerar slumpmässigt, kolliderar ofta med större atomer och ändrar sin rörelseriktning.
När ett konstant elektriskt fält introduceras till ledaren börjar elektronerna flytta mot det positiva terminalen av den tillämpade elektriska potentialskillnaden, vanligtvis känd som spänning. Denna elektronrörelse är dock inte i en rak linje.
Medan elektronerna rör sig mot den positiva potentialen kolliderar de kontinuerligt med atomer och avviker slumpmässigt. Varje kollision resulterar i en förlust av en del av deras kinetiska energi, vilken de återfår tack vare elektriska fältets inflytande, vilket återaccelererar dem mot den positiva potentialen.
Ytterligare kollisioner leder till en liknande förlust och senare återvinning av kinetisk energi. Så, medan ett tillämpat elektriskt fält inte kan stoppa elektronernas slumpmässiga rörelse inuti en ledare, genererar det en nettodrift av elektroner mot den positiva terminalen.
Med andra ord, det tillämpade elektriska fältet gör att elektronerna drifter mot den positiva terminalen, vilket ger dem en genomsnittlig driftfart. När intensiteten av det elektriska fältet ökar, accelererar elektronerna snabbare mot den positiva potentialen efter varje kollision. Därför får elektronerna mer genomsnittlig driftfart mot den positiva potentialen, eller i motsatt riktning till det tillämpade elektriska fältet.
Här, om ν representerar driftfarten och E symboliserar det tillämpade elektriska fältet, kan elektronmobilitet, betecknad med μe, förstås som kvoten mellan ν och E.
Där μe refereras till som elektronmobilitet.
Driftfart, Driftström och Elektronmobilitet: En Animation
Den bestående flödet av elektroner, orsakat av driftfart, leder till bildandet av vad som kallas driftström.
Genom tydlig förståelse och ytterligare utforskning kan de sammanlänkade begreppen driftfart, driftström och elektronmobilitet uppskattas för sina kritiska roller i världen av elektronik och fysik.
Strömmen orsakad av det konstanta flödet av elektroner på grund av driftfart kallas driftström.
Källa: Electrical4u
Förklaring: Respektera originaltexten, bra artiklar är värda att dela, om det uppstår upphovsrättsspfrågor kontakta för att ta bort.
