Jelaskan kecepatan drift dengan persamaannya

Umumnya, partikel bermuatan seperti elektron dalam konduktor bergerak dengan kecepatan dalam arah acak sehingga kecepatan rata-rata elektron adalah nol. Ketika sebuah konduktor ditempatkan dalam medan listrik seragam E, elektron dipercepat dalam arah tertentu karena medan. Jika gaya yang bekerja pada muatan q karena medan listrik diberikan oleh

F = qE

a = F/m = -qE/m

Dimana a adalah percepatan elektron; -q adalah muatan elektron; m adalah massa elektron

Mari kita perhatikan kasus elektron ke-n pada waktu t tertentu. Kita tahu bahwa elektron di dalam konduktor mengalami tumbukan acak satu sama lain. Misalkan tn dan vn adalah waktu yang berlalu antara tumbukan berturut-turut dari elektron ke-n dan kecepatan elektron ke-n setelah tumbukan terakhir berturut-turut. Kecepatan elektron ke-n pada waktu t menjadi Vn.

Vn = vn + (-qE/ m). tn

Rata-rata dari semua nilai Vn memberi kita kecepatan rata-rata elektron pada waktu t. Seperti yang kita ketahui bahwa elektron bergerak dalam arah acak setelah setiap tumbukan, nilai rata-rata semua vn adalah nol. Mari kita nyatakan waktu rata-rata antara tumbukan elektron berturut-turut dengan t. Ini disebut waktu relaksasi t , yang dengan kata lain adalah rata-rata tn dari semua elektron.

Jadi (Vn )rata-rata = (vn)rata-rata + (-qE/ m). (tn) rata-rata

(Vn )rata-rata = Vd = 0 + (-qE/ m). T

Vd = -qEt/ m

Kecepatan hanyut Vd adalah kecepatan rata-rata elektron dalam penghantar yang ditempatkan dalam medan listrik. Kecepatan hanyut tidak bergantung pada waktu dan bertanggung jawab untuk transpor elektron melintasi area mana pun yang tegak lurus terhadap medan listrik E.

Vd = -qEt/ m

Karena fenomena hanyut, akan ada transpor netto muatan melintasi area yang tegak lurus medan listrik. mempertimbangkan bidang melingkar dengan luas a di dalam konduktor sedemikian rupa sehingga normal ke daerah sejajar dengan E, dalam waktu tertentu t, semua elektron di sebelah kanan luas akan melintasi daerah tersebut.

2

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *