Η ταχύτητα μετατόπισης του ηλεκτρονίου εξαρτάται από τον αγωγό διαμέτρου;

Ναι, η ταχύτητα μετατόπισης των ηλεκτρονίων σε έναν αγωγό εξαρτάται από τη διάμετρο του αγωγού. Εδώ είναι γιατί:

ταχύτητα μετατόπισης και ρεύμα

* ταχύτητα μετατόπισης (v d ) είναι η μέση ταχύτητα των ηλεκτρονίων σε έναν αγωγό λόγω ηλεκτρικού πεδίου. Είναι μια πολύ αργή κίνηση σε σύγκριση με την τυχαία θερμική κίνηση των ηλεκτρονίων.

* Τρέχουσα (i) είναι ο ρυθμός ροής φορτίου μέσω ενός αγωγού.

Η σχέση μεταξύ αυτών δίνεται από:

i =n * a * q * v d

Οπου:

* n είναι η πυκνότητα αριθμού των ελεύθερων ηλεκτρονίων (ηλεκτρόνια ανά όγκο μονάδας)

* A είναι η διατομεακή περιοχή του αγωγού

* q είναι η φόρτιση ενός ηλεκτρονίου

Πώς η διάμετρος επηρεάζει την ταχύτητα μετατόπισης

Παρατηρήστε ότι ο τύπος περιλαμβάνει την περιοχή εγκάρσιας τομής (α) του αγωγού. Αυτή η περιοχή σχετίζεται άμεσα με τη διάμετρο:

* a =π * (d/2) ² όπου το 'd' είναι η διάμετρο.

* μεγαλύτερη διάμετρο: Μια μεγαλύτερη διάμετρο σημαίνει μεγαλύτερη περιοχή διατομής. Για ένα σταθερό ρεύμα (i), μια μεγαλύτερη περιοχή σημαίνει μικρότερη ταχύτητα μετατόπισης (V d ) για τη διατήρηση του ίδιου ρεύματος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ηλεκτρόνια έχουν περισσότερο χώρο για να μετακινηθούν, οπότε δεν χρειάζεται να κινούνται τόσο γρήγορα για να μεταφέρουν το ίδιο ποσό φορτίου ανά μονάδα χρόνου.

* μικρότερη διάμετρο: Μια μικρότερη διάμετρο σημαίνει μια μικρότερη περιοχή διατομής. Με το ίδιο ρεύμα, τα ηλεκτρόνια έχουν λιγότερο χώρο για να κινηθούν, απαιτώντας υψηλότερη ταχύτητα μετατόπισης για να διατηρήσουν την ίδια ροή φορτίου.

Συνοπτικά

Η ταχύτητα μετατόπισης των ηλεκτρονίων σε έναν αγωγό είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την περιοχή εγκάρσιας τομής του αγωγού. Αυτό σημαίνει ότι ένας αγωγός μεγαλύτερης διαμέτρου θα οδηγήσει σε χαμηλότερη ταχύτητα μετατόπισης για το ίδιο ρεύμα, ενώ ένας αγωγός μικρότερης διαμέτρου θα έχει υψηλότερη ταχύτητα μετατόπισης.