چارਜ کیریئر دی گٹھن

چارਜ کیریئر کی موبائلٹی کا تعریف

چارج کیریئرز کی موبائلٹی کو ایک کنڈکٹر میں لاگو کردہ برقی میدان کے ساتھ ڈرائفت ویلوسٹی کا تناسب کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ ڈرائفت ویلوسٹی دو عوامل پر منحصر ہوتی ہے: برقی میدان کی شدت اور کنڈکٹر کی موبائلٹی۔ ایک ہی برقی میدان کے لیے، مختلف فلزات ان کے منفرد چارج کیریئرز کی موبائلٹی کی وجہ سے مختلف ڈرائفت ویلوسٹی کا حامل ہوتے ہیں۔

فلزات میں، والینس الیکٹران کا بینڈ مکمل طور پر بھرا نہیں ہوتا ہے، جس سے آزاد الیکٹران کو حرکت کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ ان آزاد الیکٹرانوں کو کسی خاص ایٹم سے منسلک نہیں ہوتا ہے اور وہ فلز کے سارے حصے میں آزادانہ طور پر حرکت کرتے ہیں۔

اب چلو یہ مانتے ہیں کہ کسی فلز کے ٹکڑے پر Ε ولٹ/میٹر کا ایک برقی میدان لاگو کیا گیا ہے۔ اس برقی میدان کے زیر اثر آزاد الیکٹران تیزی سے حرکت کریں گے۔ لیکن سنگین ہونے کی وجہ سے الیکٹرون کی تیزی بے حد بڑھنے کی اجازت نہیں ہے۔ ہر برخانے پر الیکٹرون اپنی حرکی توانائی کھو دیتا ہے اور پھر بیرونی برقی میدان کی موجودگی کی وجہ سے اپنا تیز ہونا دوبارہ حاصل کرتا ہے۔ اس طرح الیکٹرون کسی وقت کے بعد لاگو کردہ برقی میدان کی محدود اور مستقل ڈرائفت ویلوسٹی تک پہنچ جاتے ہیں۔ چلو یہ مانتے ہیں کہ یہ ڈرائفت ویلوسٹی v میٹر/سیکنڈ ہے۔ یہ کہنا ضروری ہے کہ یہ الیکٹرون کی ڈرائفت ویلوسٹی کی شدت برقی میدان Ε کے ساتھ مستقیم تناسب میں ہوتی ہے۔

یہاں، μ تناسبی دائم ہے جسے الیکٹرون کی موبائلٹی کہا جاتا ہے۔ یہ موبائلٹی یہ تعین کرتی ہے کہ الیکٹرون کنڈکٹر کے ذریعے کتنی آسانی سے حرکت کرتے ہیں۔ جب مستقل ڈرائفت ویلوسٹی الیکٹرون کی تصادفی گرمائشی حرکت کے ساتھ مل ملے تو برقی میدان کے مخالف میں ایک صاف ڈرائفت ہوتی ہے۔

یہ پدیدآمد برقی دورہ ہے۔ دورہ کثافت J کو یوں تعریف کیا جاتا ہے، کنڈکٹر کے ایک یکساں تقسیم شدہ دورہ کو کنڈکٹر کے ایک اکائی عمودی مقطع کے رقبے سے گذرنے والا دورہ۔

J = دورہ کثافت = کنڈکٹر کے رقبے کے اکائی کے ذریعے گزرے دورہ۔ مزید صحیح طور پر دورہ کثافت کو کنڈکٹر کے اکائی مقطع کے رقبے سے گزرے یکساں تقسیم شدہ دورہ کے طور پر تعریف کیا جا سکتا ہے۔

اگر کیوبک میٹر پر الیکٹرون کی تعداد n ہے،

nv = کنڈکٹر کے اکائی مقطع کے رقبے سے گذرے الیکٹرون کی تعداد۔

اس لیے کل کارج جو کنڈکٹر کے اکائی مقطع کے رقبے سے گذرے گا ایک یکائی وقت میں env کولام ہو گا۔ یہ کچھ بھی نہیں بلکہ کنڈکٹر کی دورہ کثافت ہے۔

دوبارہ اکائی کے کنڈکٹر کے لیے، مقطعی رقبہ A = 1 مربع میٹر

لمبائی L = 1 میٹر، لاگو کردہ برقی میدان E = V/L = V/1 = V (V کنڈکٹر کے ساتھ لاگو کردہ ولٹیج ہے)۔ دورہ I = J اور ممانعت R = ρ = 1/σ، جہاں ρ مقاومت ہے اور σ کنڈکٹر کی کنڈکٹیوٹی ہے۔