Prędkość dryfu

Z Wikipedii

Zasugerowano, aby artykuł prędkość unoszenia zintegrować z tym artykułem lub sekcją.

Prędkość dryfu (nazywana także prędkością unoszenia) to średnia prędkość jaką uzyskuje cząstka (elektron, dziura, jon, itp.) w materiale pod wpływem pola elektrycznego. Używanie tego pojęcia w odniesieniu do cząstek w próżni nie ma sensu, gdyż są one przyspieszane do prędkości bliskich prędkości światła. W przypadku zaś ośrodków materialnych (ciało stałe, ciecz, gaz, itp.) ruch przyspieszanej cząstki jest spowalniany przez oddziaływania z siecią krystaliczną (w ciele stałym) lub inne cząstki (w cieczy, gazie). W układzie będącym w stanie równowagi prędkości cząstek podlegają pewnemu rozkładowi. Nawet gdy nie jesteśmy go w stanie poznać, możemy posługiwać się mierzalną wielkością makroskopową: średnią prędkością cząstki, czyli właśnie prędkością dryfu.

W łatwy sposób można obliczyć prędkość dryfu elektronów w przewodniku, w którym płynie prąd stały. Niech w przewodniku o polu przekroju poprzecznego S i długości l płynie prąd o natężeniu I. Do obliczeń potrzebna będzie jeszcze koncentracja elektronów przewodnictwa n (tj. ilość elektronów przewodnictwa przypadająca na jednostkę objętości)

W danej jednostce przewodnika jest: elektronów przewodnictwa.

Ich sumaryczny ładunek wynosi zatem:

Natężenie prądu w przewodzie jest równe

Prędkość dryfu to oczywiście:

Stąd mamy, że:

Prędkość dryfu można także uzależnić od gęstości prądu

(Należy jednocześnie pamiętać o tym, że elektrony mają ładunek ujemny, więc wektory i mają przeciwne zwroty.)

Podstawiając przykładowe dane:

Otrzymujemy: