Velocità di deriva:
* Definizione: La velocità di deriva è la velocità media di elettroni liberi in un conduttore a causa di un campo elettrico applicato. È un movimento lento e diretto sovrapposto al movimento termico casuale degli elettroni.
* Formula: v_d =(i / (naq)) dove:
* v_d =velocità di deriva
* I =corrente
* n =densità numerica degli elettroni liberi (elettroni per unità di volume)
* A =area trasversale del filo
* Q =carica di un elettrone
Effetti della lunghezza e della temperatura:
1. Lunghezza decrescente:
* Effetto diretto: La riduzione della lunghezza del filo non influisce direttamente sulla velocità di deriva . La formula per la velocità di deriva non contiene la lunghezza del filo.
* Effetto indiretto: Un filo più corto avrà generalmente una resistenza inferiore (assumendo area e materiale costante di sezione trasversale). Una resistenza inferiore indica una corrente più alta per la stessa tensione applicata (legge di Ohm:v =ir). Questo ha aumentato la corrente porterà a una velocità di deriva più alta (come si vede nella formula di velocità di deriva).
2. Temperatura decrescente:
* Effetto sulla resistenza: Nella maggior parte dei metalli, la temperatura decrescente riduce la resistenza . Questo perché diminuiscono le vibrazioni termiche degli atomi, portando a un minor numero di collisioni con elettroni.
* Effetto sulla velocità di deriva: Man mano che la resistenza diminuisce, la corrente aumenta per la stessa tensione. Questo ha aumentato la corrente porta a una velocità di deriva più alta (Vedi la formula).
* Altri fattori: L'effetto della temperatura sulla velocità di deriva è complesso e dipende dal materiale specifico. Alcuni materiali hanno una relazione non lineare tra temperatura e resistenza.
Punti chiave:
* La velocità di deriva è influenzata principalmente da corrente, densità elettronica, area trasversale e carica di un elettrone.
* Il cambiamento della lunghezza del filo influisce indirettamente sulla velocità di deriva attraverso il suo impatto sulla resistenza e sulla corrente.
* La temperatura decrescente di solito porta ad un aumento della velocità di deriva a causa della minore resistenza e della corrente più alta.
Esempio:
Immagina un filo con una certa lunghezza e temperatura. Se tagliamo il filo a metà, la resistenza diminuirà. Se applichiamo la stessa tensione, la corrente aumenterà. Questa maggiore corrente comporterà una maggiore velocità di deriva degli elettroni.
in conclusione: Mentre la lunghezza stessa non influisce direttamente sulla velocità di deriva, influenza la resistenza, che a sua volta colpisce la corrente e, in definitiva, la velocità di deriva. La riduzione della temperatura porta generalmente ad un aumento della velocità di deriva a causa della minore resistenza.
