მუხლის არაბრეგვითობის შესაძლებლობა

მოტაცების ნაწილაკების მოძრაობის განმარტება

მოტაცების ნაწილაკების მოძრაობა განიხილება როგორც დრიფტული სიჩქარის და გადართული ელექტრული ველის შეფარდება პროვოდერში. დრიფტული სიჩქარე დამოკიდებულია ორ ფაქტორზე: ელექტრული ველის ინტენსივობაზე და პროვოდერის მოძრაობაზე. იგივე ელექტრული ველისთვის, სხვადასხვა მეტალები იქნებიან სხვადასხვა დრიფტული სიჩქარით მათ უნიკალური მოტაცების ნაწილაკების მოძრაობის გამო.

მეტალებში, ვალენტური ელექტრონების ზონა შეიძლება არ იყოს სრულიდან შევსებული, რაც აძლევს სითხეს თავისუფალი ელექტრონების მოძრაობას. ეს თავისუფალი ელექტრონები არ არიან დაკავებული კონკრეტულ ატომებთან და დადებით მოძრაობენ მეტალში.

ახლა დავუშვათ, რომ ერთი ელექტრული ველი Ε ვოლტ/მეტრი გადართულია მეტალის ნაწილაკზე. ელექტრული ველის შეტაცების გამო თავისუფალი ელექტრონები დაიწყებენ აჩქარებას. თუმცა, შეჯახებების გამო უფრო დიდი იონებთან, ელექტრონების სიჩქარე არ შეიძლება უსასრულოდ ზრდას ჰქონდეს. თითოეული შეჯახების დროს ელექტრონი კინეტიკურ ენერგიას კარგავს და შემდეგ ახალი აჩქარება არის რეალიზებულ გარე ელექტრული ველის შეტაცების გამო. ამგვარად ელექტრონები მიღწევენ სასრულ დრიფტულ სიჩქარეს გადართული ელექტრული ველის შემდგომ. დავუშვათ, რომ ეს დრიფტული სიჩქარე არის v მეტრი/წამი. ნებისმიერი დრიფტული სიჩქარის მაგიტუდი პროპორციულია გადართული ელექტრული ველის Ε ინტენსივობას.

აქ μ არის პროპორციულობის მუდმივა და ცნობილია როგორც ელექტრონების მოძრაობა. ეს მოძრაობა განსაზღვრავს, რამდენად მარტივად ელექტრონები მოძრაობენ პროვოდერში. როდესაც სტაბილური დრიფტული სიჩქარე კომბინირებულია ელექტრონების შემთხვევით თერმიულ მოძრაობასთან, შედეგად არის ნებისმიერი დრიფტი ელექტრული ველის მიმართულების პირიქით.

ეს ფენომენი შედგება ელექტრული დენიდან. დენის სიმკვრივე J განისაზღვრება როგორც, საერთოდ განაწილებული დენი პროვოდერში ერთეულის შემდეგ პერპენდიკულარული მიჭედილი გადაჭრის ფართობი.

J = დენის სიმკვრივე = დენი ერთეულის ფართობზე პროვოდერში. უფრო ზუსტად დენის სიმკვრივე განისაზღვრება როგორც საერთოდ განაწილებული დენი პროვოდერში ერთეულის გადაჭრის ფართობზე.

თუ ელექტრონების კონცენტრაცია კუბურ მეტრში n,

nv = ელექტრონების რაოდენობა ერთეულის დროში ერთეულის გადაჭრის ფართობზე პროვოდერში.

ამიტომ სრული დენი ერთეულის გადაჭრის ფართობზე ერთეულის დროში არის env კულონი. ეს არის პროვოდერის დენის სიმკვრივე.

კიდევ ერთი ერთეულის ზომის პროვოდერისთვის, გადაჭრის ფართობი A = 1 მ 2

სიგრძე L = 1 მ, გადართული ელექტრული ველი E = V/L = V/1 = V (V არის გადართული ვოლტაჟი პროვოდერზე). დენი I = J და რეზისტენცია R = ρ = 1/σ, სადაც, ρ არის რეზისტივობა და σ არის პროვოდერის კონდუქტივობა.