電磁気学では、 電流密度 断面積の単位時間あたりに物質を通過する電流として定義されます。これはベクトル量であり、大きさと方向の両方を持っています。電子機器が生成する電力に影響を与えます。電流密度を測定できる単位は、アンペア/平方メートルです。
電流密度とドリフト速度
電流密度は、導電性材料の単位断面を流れる単位時間あたりの電荷量です。電流密度とドリフト速度の関係は次のように形式化されます:
J =I/A.
ここで、「J」は電流密度です。
ドリフト速度は次の式で計算されることがわかっています:
I =nAvdQ
ここで、
「I」は導電性材料を通過する電荷です。
「n」は荷電粒子または電子の総数です。
「A」は材料の断面積、
「vd」は、材料内の荷電粒子のドリフト速度です。
「Q」はクーロン単位の電子電荷です。
したがって、電流密度の「I」の値を代入すると、次の結果が得られます:
J =nvdQ.
つまり、ドリフト速度は電流密度に正比例します。 荷電粒子の。さらに、電場の力が増すと速度が大きくなり、その結果、導電性材料を通過する電流量が大幅に増加します。
電流密度の次元式
電流密度の式は、j =電荷 * (面積 * 時間-1)
料金 =現在の時間 * 時間
したがって、料金 =[M0L0I1T1] 、面積 =[M0L2T0]、時間 =[M0L0T-1]
これらすべての次元式を現在の密度に追加すると、
j =[M0L0I1T1] * [M0L2T0] * [M0L2T-1]-1
=[M0L-2T0I1]
ここで、M =質量、L =長さ、T =時間、I =電流
したがって、電流密度の次元式は [M0L-2T0I1]
で与えられます。電流密度の重要度の次元式:
- 電流密度の次元式は、力に関する方程式の物理的な正しさを理解するのに役立ちます。
- 電流密度を含むさまざまな物理量間の関係を理解するのに役立ちます。
- 単位をある物理量から別の物理量に変換するのに役立ちます。
- どのような関係においても、この分析で一定の次元を見つけることができます。
ドリフト速度の公式
電子の正味速度:導体内に存在したままの電子は、通常、適切な方向を持たずにランダムに移動し、衝突を引き起こします。それらが衝突せず、体系的に特定の方向に移動しない場合、現在の流れが発生する可能性があります。ただし、いったん衝突すると、電子の正味の速度は同じように動作します。
たとえば、電子の最初の衝突が T1 であると考えてください。次に、2 番目の電子のセット T2 が同じことを行い、継続します。これとは別に、電子の全体的な正味速度が T1 – Tn を含む n であると考える場合、緩和時間に関するドリフト速度の式は (T) =(T1+T2+…Tn)/n
また、V =U + aT
したがって、「V」は電子の正味の速度を表していることがわかります。
「U」は開始速度、
「a」は加速を表し、最後に
「T」は時間です。
同様に、V =aT、加速度は a =F/m =-qE/m
次に、ドリフト速度 =Vd =– qEmT
ただし、ドリフト速度の別の式は、I =nAvq を含む、電流とドリフト速度の関係を提供します。
次元式
物理量の次元は、その量を表すために基本量を上げた累乗です。物理量の次元式は、その量にどの基本量がどのように含まれているかを説明する方程式です。これは、塩基量を表す記号を角括弧で囲み、対応する累乗、つまり [] で表します。
例:変位の次元式:[L]
次元方程式は、物理量をその次元公式と同等にすることによって得られ、物理量の次元方程式を計算するために使用されます。
電流密度の重要性
電流密度は、さまざまな電子および電気機器の設計において重要な役割を果たします。 電流密度でわかる電流、電荷の複雑な分布の数々 また、リアクタンスと抵抗の値にも影響します。
結論
電流密度 電磁気学で広く使用されている用語で、材料の断面積における単位時間の電流量として定義できます。電子および電気機器の設計に使用され、デバイスで生成される電力に影響を与えます。それを測定する単位は平方メートルあたりのアンペアであり、その寸法式は [M0L-2T0I1] によって与えられます。
