Πώς η ταχύτητα μετατόπισης των ηλεκτρονίων σε μεταλλική αλλαγή του αγωγού εάν το μήκος διπλασιαστεί με τη διατήρηση της διατήρησης της εφαρμοζόμενης P.D.Constant;

Δείτε πώς αλλάζει η ταχύτητα μετατόπισης των ηλεκτρονίων σε μεταλλικό αγωγό όταν διπλασιάζετε το μήκος διατηρώντας τη σταθερή διαφορά δυναμικού:

Κατανόηση της ταχύτητας μετατόπισης

* ταχύτητα μετατόπισης (v d ) είναι η μέση ταχύτητα στην οποία τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινούνται μέσω ενός αγωγού υπό την επήρεια ενός ηλεκτρικού πεδίου. Είναι μια πολύ αργή ταχύτητα σε σύγκριση με την τυχαία θερμική κίνηση των ηλεκτρονίων.

* Τρέχουσα (i) είναι άμεσα ανάλογη με την ταχύτητα μετατόπισης. Μια υψηλότερη ταχύτητα μετατόπισης σημαίνει περισσότερους φορείς φόρτισης να περάσουν ένα σημείο ανά δευτερόλεπτο, με αποτέλεσμα ένα μεγαλύτερο ρεύμα.

Η σχέση

Η εξίσωση κλειδιών που σχετίζεται με την ταχύτητα μετατόπισης, το ηλεκτρικό πεδίο (e) και την κινητικότητα των ηλεκτρονίων (μ) είναι:

v d =μΕ

Ας καταθέσουμε πώς αλλάζει αυτή η εξίσωση όταν διπλασιάζετε το μήκος:

1. Ηλεκτρικό πεδίο: Το ηλεκτρικό πεδίο (e) είναι η διαφορά δυναμικού (v) διαιρούμενο με το μήκος (L) του αγωγού:

e =v/l

2. Διπλό το μήκος: Όταν διπλασιάζετε το μήκος, το ηλεκτρικό πεδίο έχει το ήμισυ (δεδομένου ότι το V είναι σταθερό). Αυτό σημαίνει:

e '=v/(2l) =e/2

3. ταχύτητα μετατόπισης: Δεδομένου ότι η ταχύτητα μετατόπισης είναι άμεσα ανάλογη προς το ηλεκτρικό πεδίο, ο διπλασιασμός του μήκους θα επίσης το μειώσει στην ταχύτητα μετατόπισης:

v d '=μ (e/2) =(1/2) v d

Συμπέρασμα

Όταν διπλασιάζετε το μήκος ενός αγωγού διατηρώντας παράλληλα τη σταθερή διαφορά δυναμικού, η ταχύτητα μετατόπισης των ηλεκτρονίων μειώνεται κατά το ήμισυ. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το ηλεκτρικό πεδίο μέσα στον αγωγό μειώνεται, οδηγώντας σε μια βραδύτερη μέση κίνηση των ηλεκτρονίων.