Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Fysik

Afhænger drifthastigheden af ​​elektronet af dirigenten af ​​diameter?

Ja, drivhastigheden af ​​elektroner i en leder afhænger af lederens diameter. Her er hvorfor:

drivhastighed og nuværende

* drivhastighed (v d ) er den gennemsnitlige hastighed af elektroner i en leder på grund af et elektrisk felt. Det er en meget langsom bevægelse sammenlignet med den tilfældige termiske bevægelse af elektroner.

* nuværende (i) er hastigheden for ladningsafgift gennem en leder.

Forholdet mellem disse er givet af:

i =n * a * q * v d

Hvor:

* n er antallet af densitet af frie elektroner (elektroner pr. Enhedsvolumen)

* a er lederens tværsnitsareal

* q er afgiften for en elektron

hvordan diameter påvirker drivhastighed

Bemærk, at formlen inkluderer lederens tværsnitsareal (a). Dette område er direkte relateret til diameteren:

* a =π * (d/2) ² hvor 'd' er diameteren.

* Større diameter: En større diameter betyder et større tværsnitsareal. For en konstant strøm (I) betyder et større område en mindre drivhastighed (V d ) for at opretholde den samme strøm. Dette skyldes, at elektronerne har mere plads til at bevæge sig, så de behøver ikke at bevæge sig så hurtigt for at bære den samme mængde opladning pr. Enhedstid.

* mindre diameter: En mindre diameter betyder et mindre tværsnitsareal. Med den samme strøm har elektronerne mindre plads til at bevæge sig, hvilket kræver en højere drivhastighed for at opretholde den samme strøm af ladning.

Kortfattet

Elektronernes drivhastighed i en leder er omvendt proportional med det tværsnitsareal af lederen. Dette betyder, at en leder med større diameter vil resultere i en lavere drivhastighed for den samme strøm, mens en mindre diameterleder vil have en højere drivhastighed.