Fém és fémeszközökben mért áramszűrősség

Áramszűrősség Definíció

Az áramszűrősség az elektromos áram mennyisége egy vezető keresztmetszetének egységnyi területén, amit J-vel jelölünk.

Az Áramszűrősség Képlete

A fémekben az áramszűrősség J = I/A képlettel számítható, ahol I az áram, A pedig a keresztmetszeti terület.

Szemiconductorokban Az Áram Szűrőssége

A szemiconductorokban az áramszűrősség mind elektronok, mind lyukak mozgásának eredménye, amelyek ellentétes irányban haladnak, de ugyanazt az áramirányt hozzák létre.

Fémekben Az Áramszűrősség

Képzeljük el egy 2,5 négyzetmilliméteres keresztmetszetű vezetőt. Ha egy elektromos potenciál 3 A-os áramot okoz, akkor az áramszűrősség 1,2 A/mm² (3/2,5). Ez feltételezi, hogy az áram egyenletesen oszlik el. Így az áramszűrősség definíciója az elektromos áram mennyisége a vezető keresztmetszetének egységnyi területén.

Az áramszűrősség, amit J-vel jelölünk, J = I/A képlettel adható meg, ahol ‘I’ az áram, ‘A’ pedig a keresztmetszeti terület. Ha N elektron halad át a keresztmetszetén T idő alatt, akkor a továbbított töltés Ne, ahol e az elektron töltése kulombban.

Most a keresztmetszetén áthaladó töltés mennyisége egységnyi idő alatt

Ha N számú elektron található L hosszú vezetőben, akkor az elektron koncentráció

Most, az (1) egyenletből írhatjuk fel,

Mivel N számú elektron található L hosszú vezetőben, és mindegyik áthalad a keresztmetszetén T idő alatt, az elektronok súrlódási sebessége lesz,

Így az (2) egyenlet újraírható mint

Most, ha alkalmazzuk E elektromos mezőt a vezetőre, akkor az elektronok súrlódási sebessége arányosan növekszik,

Ahol, μ az elektronok mobilitása

Szemiconductorokban Az Áramszűrősség

A szemiconductorokban a teljes áramszűrősség az elektronok és lyukak áramszűrősségének összege, amelyeknek különböző mobilitása van.

Kapcsolat a Vezetőképességgel

Az áramszűrősség (J) kapcsolódik a vezetőképességhez (σ) a J = σE képlet segítségével, ahol E az elektromos mező intenzitása.