drifthastighet:
* Definition: Drifthastighet är medelhastigheten för fria elektroner i en ledare på grund av ett applicerat elektriskt fält. Det är en långsam, riktad rörelse överlagrad på den slumpmässiga termiska rörelsen hos elektroner.
* Formel: v_d =(i / (naq)) där:
* v_d =drifthastighet
* I =nuvarande
* n =antal täthet för fria elektroner (elektroner per enhetsvolym)
* A =tvärsnittsarea i tråden
* Q =laddning av en elektron
Effekter av längd och temperatur:
1. Minskande längd:
* Direkteffekt: Att minska längden på tråden påverkar inte direkt drivhastigheten . Formeln för drifthastighet innehåller inte trådens längd.
* indirekt effekt: En kortare tråd kommer i allmänhet att ha en lägre motstånd (förutsatt konstant tvärsnittsarea och material). Ett lägre motstånd betyder en högre ström för samma applicerad spänning (OHM:s lag:V =IR). Denna ökade strömmen kommer att leda till en högre drifthastighet (Som framgår av drivhastighetsformeln).
2. Minskande temperatur:
* Effekt på motstånd: I de flesta metaller minskar minskande temperatur resistens . Detta beror på att termiska vibrationer av atomer minskar, vilket leder till färre kollisioner med elektroner.
* Effekt på drivhastigheten: När motståndet minskar ökar strömmen för samma spänning. Denna ökade strömmen leder till en högre drifthastighet (Se formeln).
* Andra faktorer: Effekten av temperatur på drifthastigheten är komplex och beror på det specifika materialet. Vissa material har ett icke-linjärt samband mellan temperatur och motstånd.
Nyckelpunkter:
* drifthastighet påverkas främst av nuvarande, elektrondensitet, tvärsnittsarea och laddning av en elektron.
* Att ändra trådens längd påverkar indirekt drifthastigheten genom dess påverkan på motstånd och ström.
* Minskande temperatur leder vanligtvis till en ökning av drifthastigheten på grund av lägre motstånd och högre ström.
Exempel:
Föreställ dig en tråd med en viss längd och temperatur. Om vi skär tråden i hälften kommer motståndet att minska. Om vi applicerar samma spänning kommer strömmen att öka. Denna ökade ström kommer att resultera i en högre drifthastighet av elektronerna.
Avslutningsvis: Medan själva längden inte direkt påverkar drifthastigheten påverkar den motståndet, vilket i sin tur påverkar ström och i slutändan drivhastigheten. Att minska temperaturen leder i allmänhet till ökad drifthastighet på grund av lägre motstånd.
