Mikä on siirtymisnopeus?
Siirtymisnopeuden määritelmä
Siirtymisnopeus määritellään vapaana sähköhiukkasina kulkevien elektronien nettonopeudeksi johtimessa sähkökentän vaikutuksesta.
Siirtymisnopeus määritellään vapaana sähköhiukkasina kulkevien elektronien nettonopeudeksi johtimessa sähkökentän vaikutuksesta. Nämä elektronit liikkuvat eri nopeuksilla ja suunnissa. Kun sähkökenttä otetaan käyttöön, ne kokevat voiman, joka suuntaa ne kentän suuntaan.
Tämä sovellettu kenttä ei kuitenkaan rajoita elektronien satunnaisen liikkeen luonnetta. Sen sijaan se pakottaa ne liikkumaan kohti korkeampaa potentiaalia säilyttäen niiden satunnaisen liikkeen. Tämän seurauksena elektronit siirtyvät kohti johtimen korkeampaa potentiaalipäätä yhdessä satunnaisen liikkeensä kanssa.
Tämä tarkoittaa, että jokainen elektroni hankkii nettonopeuden kohti johtimen korkeampaa potentiaalipäätä, mikä tunnetaan elektronien siirtymisnopeutena.
Tämän seurauksena syntyy sähkövirta, jota kutsutaan siirtymisvirraksi. On huomioitava, että jokainen sähkövirta on perustavasti siirtymisvirta.
Satunnainen elektroniliike
Vaikka sähkökenttä olisi läsnä, elektronit liikkuvat satunnaisesti, mutta siirtyvät positiiviseen päätepisteeseen, mikä luo siirtymisvirtaa.
Siirtymisvirta
Elektronien jatkuva virtaus, joka aiheutuu siirtymisnopeudesta, tunnetaan siirtymisvirtana.
Elektronin liikkuvuuskyky
Elektronin liikkuvuuskyky (μe) on suhde siirtymisnopeuteen (ν) ja sovellettavaan sähkökenttään (E), joka osoittaa, kuinka helposti elektronit kulkevat johtimesta.
Sähkökentän vaikutus
Vahvempi sähkökenttä lisää elektronien siirtymisnopeutta, mikä johtaa suurempaan siirtymisvirtaan.