|
|
Page:124
3 . 2 מהירות סחיפה נניח כי במוליך האחיד , המתואר באיור , 3 . 1 יש ריכוז של n נושאי מטען חופשיים ליחידת נפח ( מ , ( שמטען כל אחד מהם הוא , e והם נעים במהירות ממוצעת v בכיוון השדה החשמלי ( אנו מניחים שנושאי המטען הם חיוביים , אך אין בכך כדי לפגוע בכלליות הדיון . ( ל-ס קוראים מה » ר 1 ת סח > פה . מספר נושאי המטען בקטע המוליך שאורכו L הוא , nAL והמטען שהם נושאים הוא Aq = nALe כמות מטען זו תצא מקטע התיל בפרק זמן At = Llv לכן הזרם נתון על ידי : I = At % = Llv nAM = nAev מצאנו אפוא קשר בין מהירות הסחיפה לבין J נשתמש כקשר זה כדי להעריך את מהירות הסחיפה של אלקטרונים חופשיים בתיל מתכת . משאלת סיכום 4 ביחידה 5 נובע , כי מספר האלקטרונים החופשיים בנחושת הוא בערך 8 . 5 xl 0 28 ל מ . נניח כי לתיל יש שטח חתך עגול בקוטר של 2 מ"מ , וכי הזרם בו הוא . 1 A ) 2 = J / / 1 3 . 183 xlO A / m 2 2 TtxdxiO ™ m / s 8 . 4 cm / h = A 19 = = v J 3 . 183 xlO 5 2 . 34 xlO = ne 8 . 5 xl 0 xl . 6 xl 0 קיבלנו מהירות נמוכה מאוד : 8 . 4 ס"מ בשעה ! כיצד הערך הזה מתיישב עם העובדה , שכאשר לוחצים על מתג החשמל בחדר , האור נדלק מיד ? התשובה היא שהפעלת המתג גורמת לשינוי במצב האלקטרונים , ממהירות סחיפה אפס למהירות סחיפה המייצגת זרם חשמלי , ושינוי זה מתפשט לאורך התיל במהירות רבה ( למעשה , במהירות האור , שהיא הקודמת (/ = V /) R אינו ישים במקרה זה , אך בכל נקודה ונקודה J הוא בכיוון , E ומתקיימת משוואה . ( 3 . 3 ) אפשר אפוא להתייחס למשוואה ( 3 . 3 ) כאל הצורה היסודית של חוק אוהם , ולגזור ממנה את הצורה הנוחה יותר לשימוש . (/ = V /) R איור 3 . 4 מסכם את הקשרים בין / £ ' / , ו . ^ א >* ר ; 3 . 4 מוליך איהמי נושא זרם המפוזר באופן אחיד על פני שטח החתד ( שטח החתן ניצב לכיוון הזרם . ( האיור מסכם את הקשרים בין / 'O £ , / , r ( המשוואה הראשונה היא וקטורית , ושאר המשוואות הן סקלריות ( .
|
|