Ŝarĝaĵkunportilo Movado
Difino de la Movado de Ŝarĝportantoj
La movado de ŝarĝportantoj estas difinita kiel la rilatumo de la deriva rapido al la aplikata elektra kampo en konduktoro. La deriva rapido dependas de du faktoroj: la intenco de la elektra kampo kaj la movado de la konduktoro. Por la sama elektra kampo, malsamaj metaloj havos malsamajn derivajn rapidojn pro ilia unika movado de ŝarĝportantoj.
En metaloj, la bando de valentaj elektronoj povas ne esti tute plenigita, permesante libere moviĝi liberajn elektronojn. Ĉi tiuj liberaj elektronoj ne estas ligitaj al specifaj atomoj kaj moviĝas sendepende tra la metalo.
Nun supozu, ke elektra kampo de E volt/metro estas aplikata trans peco de metalo. Pro la influo de ĉi tiu elektra kampo, la liberaj elektronoj estos akcelitaj. Sed pro kolizioj kun multe pli pezaj ionoj, la rapido de la elektronoj ne povas esti senfine pligrandigita. Je ĉiu kolizio la elektrono perdas sian kinetan energion kaj poste regas sian akcelon pro la ekstera elektra kampo. Tiamaniere la elektronoj atingas finhavan stabilan derivan rapidon post certa tempo de aplikata elektra kampo. Supozu, ke ĉi tiu deriva rapido estas v metroj/sekundo. Ne bezonas diri, ke la grandeco de ĉi tiu deriva rapido de elektronoj estas direktproporcia al la intenco de la aplikata elektra kampo E.
Ĉi tie, μ estas la proporcikonstanto konata kiel la movado de elektronoj. Ĉi tiu movado determinas kiom facile elektronoj moviĝas tra la konduktoro. Kiam stabila deriva rapido kombiniĝas kun hazarda termika movado de elektronoj, estas neta derivo kontraŭ la direkto de la elektra kampo.
Ĉi tiu fenomeno konstituas elektran koranton. La denseco de koranto J estus difinita kiel, uniforme disvastiĝanta koranto pasanta tra konduktoro per unuopa perpendikulara tranĉa areo de la konduktoro.
J = denseco de koranto = koranto je unuopa areo de konduktoro. Pli precize, la denseco de koranto povas esti difinita kiel la uniforme disvastiĝanta koranto pasanta tra konduktoro de unuopa tranĉa areo.
Se la koncentro de elektronoj je kubmetro estas n,
nv = kvanto de elektronoj, kiuj trapasas je unuopa tempo je unuopa tranĉa sekcio de la konduktoro.
Do, la tuta ŝarĝo, kiuj trapasas la unuopan tranĉan sekcion de la konduktoro je unuopa tempo, estas env kulombetoj. Ĉi tio estas nenio alia ol la denseco de koranto de la konduktoro.
Denove por la konduktoro de unuopa dimensio, tranĉa areo A = 1 m 2
longo L = 1 m, aplikata elektra kampo E = V/L = V/1 = V (V estas aplikata tensio trans la konduktoro). Koranto I = J kaj rezistanco R = ρ = 1/σ, kie, ρ estas rezisteco kaj σ estas kondukemo de la konduktoro.
