Her malzeme, negatif yüklü elektronlardan oluşan atomlardan oluşur. Bu negatif yüklü elektronlar, atom içinde rastgele yönlerde hareket eder. Elektronların bu hareketi, elektrik . Ancak rastgele hareketlerinden dolayı, bir malzemedeki elektronların ortalama hızı sıfır olur. Bir malzemenin uçlarına potansiyel bir fark uygulandığında, malzemede bulunan elektronların belirli bir hız kazandıkları ve bu da tek yönde küçük bir net akışa neden olduğu görülmüştür. Elektronların belirli bir yönde hareket etmesine neden olan bu hız, Drift Hızı olarak bilinir.

Drift Hızı nedir?

Dış elektrik alanı uygulandığında rastgele hareket eden elektronların elde ettiği ortalama hıza, elektronların bir yöne doğru hareket etmesine neden olan Sürüklenme Hızı denir.

Her iletken malzeme, mutlak sıfırın üzerindeki bir sıcaklıkta serbest, rastgele hareket eden elektronlar içerir. Dış elektrik alanı malzemenin etrafına uygulandığında, elektronlar hıza ulaşır ve pozitif yöne doğru hareket etme eğilimindedir ve elektronların net hızı tek yönde olacaktır. Elektron, uygulanan elektrik alanı yönünde hareket edecektir. Burada elektron, rasgele hareketinden vazgeçmez, rastgele hareketleriyle daha yüksek potansiyele doğru kayar.

Elektronların daha yüksek potansiyele doğru bu hareketi ile üretilen akıma Drift Akımı denir. Dolayısıyla, bir iletken malzemede üretilen her akımın bir Sürüklenme Akımı olduğu söylenebilir.

Sürüklenme hızı Türetme

Türetmek için sürüklenme hızı ifadesi elektronların hareketliliği ile ilişkisi ve uygulanan harici elektrik alanın etkisi bilinmelidir. Bir elektronun hareketliliği, bir birim elektrik alanı için Drift Hızı olarak tanımlanır. Elektrik alanı akımla orantılıdır. Böylece Ohm kanunu olarak yazılabilir

F = -μE .—— (1)

μ, m olarak ölçülen elektronun hareketliliğidir^iki/ V.sec

E, V / m olarak ölçülen elektrik alanıdır

F = ma olduğunu biliyoruz, (1)

a = F / m = -μE / m ———- (2)

son hız u = v + at

Burada v = 0, t = T, elektronun gevşeme süresi

Bu nedenle u = aT, (2) yerine koyun

∴ u = - (μE / m) T

Burada u, m / s olarak ölçülen Drift hızıdır.

Bu son ifadeyi verir. EVET sürüklenme hızı birimi m / s veya m^iki/(V.s) ve V / m

Drift Hızı Formülü

Bu formül, elektronların sürüklenme hızı akım taşıyan bir iletkende. Yoğunluğu n ve yükü Q olan elektronlar, bir 'I' akımının kesit alanı A'nın bir iletkeni boyunca akmasına neden olduğunda, Sürüklenme hızı v, I = nAvQ formülüyle hesaplanabilir.

Uygulanan harici elektrik alan yoğunluğundaki bir artış, elektronların uygulanan elektrik alanın yönünün tersine pozitif bir yöne doğru daha hızlı hızlanmasına neden olur.

Sürüklenme Hızı ile Elektrik Akımı Arasındaki İlişki

Her iletkenin içinde rastgele hareket eden serbest elektronlar bulunur. Elektronların Drift hızının neden olduğu bir yönde hareketi bir akım oluşturur. Bir elektronun sürüklenme hızı genellikle 10 cinsinden çok küçüktür.^-1Hanım. Bu nedenle, bu hız miktarı ile bir elektronun bir metre uzunluğundaki bir iletkenden geçmesi genellikle 17 dakika sürecektir.

elektronların sürüklenme hızı

Bu, bir elektrik ampulünü açarsak 17 dakika sonra yanması gerektiği anlamına gelir. Ama evimizdeki elektrik ampulünü bir düğmeye basarak yıldırım hızında yakabiliriz. Bunun nedeni, elektrik akımının hızının elektronun sürüklenme hızına bağlı olmamasıdır.

Elektrik akımı ışık hızıyla hareket eder. Malzemedeki elektronların sürüklenme hızıyla kurulmaz. Bu nedenle malzeme olarak değişebilir ancak elektrik akımının hızı her zaman ışık hızına bağlıdır.

Akım Yoğunluğu ile Sürüklenme Hızı Arasındaki İlişki

Akım yoğunluğu, iletkenin birim kesit alanı başına birim zamanda geçen toplam akım miktarı olarak tanımlanır. Sürüklenme hızı formülünden, akım şu şekilde verilir:

I = nAvQ

Böylece, kesit alanı ve sürüklenme hızı verildiğinde akım yoğunluğu J şu şekilde hesaplanabilir:

J = I / A = nvQ

v elektronların sürüklenme hızıdır. Akım yoğunluğu, metrekare başına Amper olarak ölçülür. Böylece formülden bir iletkenin elektronlarının sürüklenme hızı ile akım yoğunluğunun birbiriyle doğru orantılı olduğu söylenebilir. Elektrik alan yoğunluğundaki artışla birlikte sürüklenme hızı arttıkça, kesit alanı başına geçen akım da artar.

RDrift Hızı ve Gevşeme Süresi arasındaki mutluluk

Bir iletkende elektronlar, gaz molekülleri olarak rastgele hareket eder. Bu hareket sırasında birbirleriyle çarpışırlar. Elektronun gevşeme süresi, elektronun çarpışmadan sonra ilk denge değerine dönmesi için gereken süredir. Bu gevşeme süresi, uygulanan harici elektrik alan kuvveti ile doğru orantılıdır. Elektrik alan süresi ne kadar büyükse, alan kaldırıldıktan sonra elektronların ilk dengeye gelmesi için gereken süre o kadar fazladır.

Gevşeme süresi, elektronun diğer iyonlarla art arda çarpışmalar arasında serbestçe hareket edebildiği zaman olarak da tanımlanır.

Uygulanan elektrik alana bağlı kuvvet eE olduğunda, V olarak verilebilir.

V = (eE / m) T

“çift kutuplu çift atış anahtarları ”

T, elektronların gevşeme süresidir.

Drift Hızı İfadesi

Ne zaman hareketlilik μ yük taşıyıcıları ve uygulanan elektrik alanı E'nin kuvveti verilir, ardından Ohm yasası sürüklenme hızı cinsinden ifade edilebilir

V = μE

Elektron hareketliliği için S.I birimleri m^iki/ Vs.

E elektrik alanının S.I birimleri V / m'dir.

Dolayısıyla v için S.I birimi m / s'dir. Bu S.I birimi aynı zamanda Eksenel Sürüklenme Hızı olarak da bilinir.

Bu nedenle, iletkende bulunan Elektronlar, harici bir elektrik alanı uygulanmadığında bile rastgele hareket eder. Ancak ürettikleri net hız rastgele çarpışmalar nedeniyle iptal edildiğinden net akım sıfır olacaktır. Böylece, elektrik akımı, akım yoğunluğu ve sürüklenme hızı arasındaki ilişki, elektrik akımının doğru akışına yardımcı olur. sürücü . Drift akımı nedir?