Поместување на носителите на наелектризованост

Дефиниција на подвижноста на носачите на наелектрисаност

Подвижноста на носачите на наелектрисаност се дефинира како однос на дрифтната брзина и применетото електрично поле во проводник. Дрифтната брзина зависи од два фактори: интензитетот на електричното поле и подвижноста на проводникот. За истото електрично поле, различните метали ќе имаат различни дрифтни брзини поради нивната уникатна подвижност на носачите на наелектрисаност.

Во металите, појасот на валентни електрони можеби не е потполно пополнет, што овозможува слободни електрони да се движеат. Овие слободни електрони не се прикачени за специфични атоми и се движеат независно низ металот.

Сега нека претпоставиме дека едно електрично поле од Ε волт/метар е применето над дел од метал. Због влијанието на ова електрично поле, слободните електрони ќе бидат забрзани. Но због соудари со многу тешки јони, брзината на електроните не може да се зголеми бесконечно. На секој соудар, електронот губи својата кинетичка енергија и потоа повторно добива својата забрзување због присуството на надворешно електрично поле. По овој начин, електроните достигнуваат до својата коначна стабилна дрифтна брзина после определен временски период на применетото електрично поле. Нека претпоставиме дека оваа дрифтна брзина е v метри/секунда. Е очигледно дека големината на оваа дрифтна брзина на електроните е директно пропорционална со интензитетот на применетото електрично поле Ε.

Овде, μ е константа на пропорционалност позната како подвижност на електроните. Оваа подвижност одредува колку лесно се движеат електроните низ проводникот. Кога стабилната дрифтна брзина се комбинира со случајната термална движење на електроните, има нетна дрифт против насоката на електричното поле.

Овој феномен составува електрична струја. Густината на струјата J би се дефинирала како, униформно распределена струја што поминува низ проводник по единица нормална пресечна површина на проводникот.

J = густина на струјата = струја по единица површина на проводник. Поточнее, густината на струјата може да се дефинира како униформно распределена струја што поминува низ проводник со единична пресечна површина.

Ако концентрацијата на електрони по кубен метар е n,

nv = број на електрони што поминуваат по единица време по единица пресечна површина на проводникот.

Затоа, тоталната наелектрисаност што поминува низ единичната пресечна површина на проводникот по единица време е env Кулоуми. Ова е ништо друго туку густината на струјата на проводникот.

Пак, за проводник со единични димензии, пресечната површина A = 1 м 2

должина L = 1 м, применето електрично поле E = V/L = V/1 = V (V е применето напон низ проводникот). Струјата I = J и отпорот R = ρ = 1/σ, каде, ρ е резистивноста и σ е проводливоста на проводникот.