Mobilitas Portatoris Electricitatis

Definitio Mobilitatis Portatorum Cursus

Mobilitas portatorum cursus definitur ut ratio velocitatis drift ad campum electricum applicatum in conductore. Velocitas drift dependet ab duobus factoribus: intensitate campi electrici et mobilitate conductoris. Pro eodem campo electrico, diversa metallorum habebunt diversas velocitates drift propter unici sui portatorum cursus mobilitatem.

In metallis, fascia electronorum valentiae non potest totaliter impleta esse, permitens liberos electronos moveri. Hi liberi electroni non sunt ad atomos specificas adhaesae et per totum metallum independentiter moventur.

Nunc assumamus quod unus campi electrici Ε volt/metre applicetur trans fragmentum metalli. Propter influentiam huius campi electrici liberi electroni accelerabuntur. Sed propter collisiones cum ionis multo gravioribus, velocitas electronorum non potest infinita fieri. In singula collisione electron amittit suam energiam kineticam et deinde iterum accelerationem obtinet propter praesentiam externi campi electrici. Hoc modo electroni ad finitam constantem velocitatem drift perveniunt post certum tempus campi electrici applicati. Assumamus hanc velocitatem drift v metre/sec esse. Nihil est dicendum magnitudinem huius electronorum velocitatis drift directe proportionalem esse intensitati campi electrici applicati Ε.

Hic, μ est constans proportionalitatis cognita ut mobilitas electronorum. Haec mobilitas determinat quam facile electroni per conductorem moveantur. Cum constante velocitate drift combinatur motus thermalis casuarius electronorum, est drift netus oppositus directioni campi electrici.

Hoc phenomenon constituit currentem electricum. Densitas currentis J definiretur ut, uniformiter distributus currentis per conductor per unitatem perpendicularis sectionis transversalis conductoris.

J = densitas currentis = currentis per unitatem areae conductoris. Praecisius densitas currentis definiri potest ut uniformiter distributus currentis per conductor unitatis sectionis transversalis.

Si concentratio electronorum per cubicum metre n est,

nv = numerus electronorum qui transire per unitatem temporis per unitatem sectionis transversalis conductoris.

Itaque totalis quantitas transiens unitatis sectionis transversalis conductoris per unitatem temporis est env Coulombs. Hoc nihil aliud est quam densitas currentis conductoris.

Iterum pro conductore unitatis dimensionis, area sectionis transversalis A = 1 m 2

longitudo L = 1 m, applicatus campus electricus E = V/L = V/1 = V (V est applicata voltagio trans conductor). Current I = J et resistentia R = ρ = 1/σ, ubi, ρ est resistivitas et σ est conductivitas conductoris.