شارژ کیریئر کی موبائیلٹی

چارج کیریئر کی موبائیلٹی کی تعریف

چارج کیریئرز کی موبائیلٹی کو ایک کنڈکٹر میں لاگو کیے جانے والے برقی میدان کے ساتھ دریفت رفتار کا تناسب کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ دریفت رفتار دو عوامل پر منحصر ہوتی ہے: برقی میدان کی شدت اور کنڈکٹر کی موبائیلٹی۔ ایک ہی برقی میدان کے لیے، مختلف میٹلوں کی الگ الگ دریفت رفتار ہوگی کیونکہ ان کی چارج کیریئرز کی موبائیلٹی مختلف ہوتی ہے۔

میٹلوں میں، ویلنس بینڈ کامپلیٹلی فیل نہیں ہوسکتا ہے، جس سے آزاد الیکٹران کو حرکت کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ یہ آزاد الیکٹران کسی خاص اٹم سے منسلک نہیں ہوتے اور میٹل کے اندر آزادانہ طور پر حرکت کرتے ہیں۔

اب ہم اس کے لیے تصور کرتے ہیں کہ ایک برقی میدان Ε ولٹ/میٹر کو میٹل کے ٹکڑے پر لاگو کیا جاتا ہے۔ اس برقی میدان کے زیر اثر آزاد الیکٹران تیزی سے حرکت کرنا شروع کر دیں گے۔ لیکن سنگین آئنز کے ساتھ ٹکراو کی وجہ سے الیکٹران کی رفتار کو لامحدود طور پر بڑھایا نہیں جاسکتا۔ ہر ٹکراو پر الیکٹران اپنی حرکی توانائی کھو دیتا ہے اور پھر بیرونی برقی میدان کی موجودگی کی وجہ سے اپنی تیزی کو دوبارہ حاصل کرتا ہے۔ اس طرح کچھ وقت کے بعد لاگو کیے گئے برقی میدان کے بعد الیکٹران اپنی محدود مستقل دریفت رفتار تک پہنچ جاتے ہیں۔ ہم اس دریفت رفتار کو v میٹر/سیکنڈ تصور کرتے ہیں۔ یہ کہنا ضروری ہے کہ الیکٹران کی دریفت رفتار کی مقدار لاگو کیے گئے برقی میدان Ε کی شدت کے ساتھ مستقیماً تناسب میں ہوتی ہے۔

یہاں، μ تناسبی دائم ہے جسے الیکٹران کی موبائیلٹی کہا جاتا ہے۔ یہ موبائیلٹی یہ تعین کرتی ہے کہ الیکٹران کنڈکٹر میں کتنا آسانی سے حرکت کرتے ہیں۔ جب مستقل دریفت رفتار الیکٹران کی رندوم حرارتی حرکت کے ساتھ مل جاتی ہے تو برقی میدان کی سمت کے مخالف میں ایک صاف دریفت ہوتی ہے۔

یہ ظاہرہ برقی کرنٹ کو تشکیل دیتا ہے۔ کرنٹ کثافت J کو یوں تعریف کیا جاتا ہے، کنڈکٹر کے یکساں تقسیم شدہ کرنٹ کے ذریعے کنڈکٹر کے یکائی عمودی مقطعی کے ذریعے گزرنا۔

J = کرنٹ کثافت = کنڈکٹر کے یکائی علاقے پر کرنٹ۔ زیادہ درست طور پر کرنٹ کثافت کو کنڈکٹر کے یکائی مقطعی علاقے کے ذریعے گزرنا یوں تعریف کیا جا سکتا ہے۔

اگر کیوبک میٹر پر الیکٹران کی تعدد n ہے،

nv = کنڈکٹر کے یکائی مقطعی علاقے کے ذریعے گزرنا یکائی وقت میں الیکٹران کی تعداد۔

لہذا کنڈکٹر کے یکائی مقطعی علاقے کے ذریعے گزرنا یکائی وقت میں کل کرنٹ کثافت env کولمب ہے۔ یہ کرنٹ کثافت کنڈکٹر کی کوئی بھی چیز نہیں ہے۔

پھر کنڈکٹر کے یکائی بُعد کے لیے، مقطعی علاقہ A = 1 مربع میٹر

لمبائی L = 1 میٹر، لاگو کیے گئے برقی میدان E = V/L = V/1 = V (V کنڈکٹر کے پر لاگو کیا گیا وولٹیج ہے)۔ کرنٹ I = J اور ریزسٹنس R = ρ = 1/σ، جہاں، ρ ریزسٹیوٹی اور σ کنڈکٹر کی کنڈکٹیوٹی ہے۔