Velocità di deriva

Gli elettroni liberi in un conduttore viaggiano in percorsi casuali e si scontrano con altri elettroni e particelle.

In un campo elettrico, gli elettroni che si muovono in modo casuale si spostano gradualmente nella direzione opposta al campo elettrico applicato.

Pertanto, la velocità media delle particelle cariche libere in un materiale a causa di un campo elettrico è nota come velocità di deriva. È il rapporto tra la corrente in un conduttore e il prodotto della concentrazione di particelle cariche, dell'entità della carica di ciascuna particella e dell'area della sezione trasversale del conduttore. L'unità SI della velocità di deriva è metri al secondo.

Considera un filo di rame con un diametro di 1 mm. Quale sarebbe la velocità media di deriva degli elettroni nel filo quando una corrente di 10 A lo attraversa?

Per iniziare, calcola la densità degli elettroni liberi nel filo di rame. Il numero di elettroni liberi nel rame è uguale al numero di atomi di rame per metro cubo. In secondo luogo, calcolare l'area della sezione trasversale del filo.

Riorganizzando e sostituendo i termini, è possibile determinare la velocità di deriva. Il segno negativo indica che le cariche si muovono in direzione opposta alla corrente convenzionale.