Die Antrieb-Geschwindigkeit ist die durchschnittliche Geschwindigkeit, die eine Partikel, wie ein Elektron, wegen eines elektrischen Feldes erreicht. Es kann auch Axiale Antrieb-Geschwindigkeit genannt werden, da, wie man annimmt, definierte Partikeln ein Flugzeug vorankommen. Im Allgemeinen wird ein Elektron ringsherum' in einem Leiter an der Geschwindigkeit von Fermi zufällig 'rasseln. Ein angewandtes elektrisches Feld wird dieser zufälligen Bewegung eine kleine Nettogeschwindigkeit in einer Richtung geben.

In einem Halbleiter ist das zwei Haupttransportunternehmen, das Mechanismen streut, das ionisierte Unreinheitszerstreuen und Gitter-Zerstreuen.

Weil Strom zur Antrieb-Geschwindigkeit proportional ist, die abwechselnd zum Umfang eines elektrischen Außenfeldes proportional ist, kann das Gesetz des Ohms in Bezug auf die Antrieb-Geschwindigkeit erklärt werden.

Antrieb-Geschwindigkeit wird in den folgenden Gleichungen ausgedrückt:

, wo die aktuelle Dichte ist, ist Anklage-Dichte in Einheiten C/m, und v ist die durchschnittliche Geschwindigkeit der Transportunternehmen (Antrieb-Geschwindigkeit);

• wo μ die Elektronbeweglichkeit in (m^2) / [V.s] ist) und E das elektrische Feld in V/m ist.

Numerisches Beispiel

Elektrizität wird meistens in einer Kupferleitung geführt. Kupfer hat eine Dichte von 8.94 g/cm ³, und ein Atomgewicht von 63.546 g/mol, also gibt es 140685.5 mol/m ³. In 1 Maulwurf jedes Elements gibt es 6.02×10 Atome (die Konstante von Avogadro). Deshalb in 1 M ³ Kupfer gibt es über 8.5×10 Atome (6.02×10 × 140685.5 mol/m ³). Kupfer hat ein freies Elektron pro Atom, so ist n 8.5×10 Elektronen pro M ³ gleich.

Nehmen Sie einen aktuellen I=3 Ampere und eine Leitung des 1-Mm-Diameters (Radius in Metern = 0.0005m) an. Diese Leitung hat ein böses Schnittgebiet 7.85×10 M (= π×0.0005). Die Anklage von 1 Elektron ist q =-1.6×10 Ampere-Sekunden. Die Antrieb-Geschwindigkeit kann deshalb berechnet werden:

Analysiert dimensional:

[V] = [Ampere] / ([Elektron/M] × [M] × [Ampere-Sekunden/Elektron])

: = [Ampere-Sekunden] / ([Sekunden] × [Elektron/M] × [M] × [Ampere-Sekunden/Elektron])

: = [Ampere-Sekunden] / ([Sekunden] × [Meter] × [Ampere-Sekunden])

: = [Meter] / [der zweite]

Deshalb in dieser Leitung fließen die Elektronen im Verhältnis von-0.00029 m/s, oder sehr fast-1.0 M/Stunde.

Vergleichsweise ist die Geschwindigkeit von Fermi dieser Elektronen (der, bei der Raumtemperatur, als ihre ungefähre Geschwindigkeit ohne elektrischen Strom gedacht werden kann) ungefähr 1570 km/s.

Im Fall vom Wechselstrom schaltet die Richtung des Elektronantriebs mit der Frequenz des Stroms um. Im Beispiel oben, wenn der Strom mit der Frequenz des F=60 Hz abwechseln sollte, würde sich Antrieb-Geschwindigkeit in einem Sinuswelle-Muster ebenfalls ändern, und Elektronen würden über ihre anfänglichen Positionen mit dem Umfang von schwanken

Siehe auch

• Elektronbeweglichkeit
• Geschwindigkeit der Elektrizität
• VDC
• Führendes Zentrum

Links

• Das Gesetz des Ohms: Mikroskopische Ansicht an der Hyperphysik