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長さと温度ワイヤを減少させることにより、自由電子のドリフト速度への影響は何ですか?

ワイヤの長さと温度がどのように低下​​するかが、自由電子のドリフト速度にどのように影響するかを分解しましょう。

ドリフト速度:

* 定義: ドリフト速度は、電界が印加されているため、導体内の遊離電子の平均速度です。これは、電子のランダムな熱運動に重ね合わされたゆっくりとした、向きのある運動です。

* 式: v_d =(i /(naq))here:

* v_d =ドリフト速度

* i =current

* n =自由電子の数密度(単位体積あたりの電子)

* a =ワイヤの断面領域

* Q =電子の電荷

長さと温度の影響:

1。長さの減少:

* 直接効果: ワイヤの長さを減らすは、ドリフト速度に直接影響しません 。ドリフト速度の式には、ワイヤの長さが含まれていません。

* 間接効果: より短いワイヤは、通常、抵抗 になります (一定の断面積と材料を仮定)。抵抗が低いということは、同じ印加電圧に対してより高い電流を意味します(オームの法則:V =IR)。これにより、電流が増加しました より高いドリフト速度につながります (ドリフト速度式に見られるように)。

2。温度の低下:

* 抵抗に対する影響: ほとんどの金属では、温度を下げると抵抗が低下します 。これは、原子の熱振動が減少し、電子との衝突が少なくなるためです。

* ドリフト速度に対する効果: 抵抗が減少すると、同じ電圧で電流が増加します。これにより、電流が増加しました より高いドリフト速度につながります (式を参照)。

* その他の要因: ドリフト速度に対する温度の影響は複雑であり、特定の材料に依存します。一部の材料は、温度と抵抗の間に非線形関係があります。

キーポイント:

* ドリフト速度は、主に電流、電子密度、断面積、および電子の電荷の影響を受けます。

* ワイヤの長さを変更すると、抵抗と電流への影響を通じてドリフト速度に間接的に影響します。

* 温度の低下は、通常、抵抗が低く電流が高いため、ドリフト速度の増加につながります。

例:

特定の長さと温度のあるワイヤーを想像してください。ワイヤーを半分に切ると、抵抗が減少します。 同じ電圧を適用すると、電流が増加します。この増加する電流は、電子の漂流速度が高くなります。

結論: 長さ自体はドリフト速度に直接影響しませんが、抵抗に影響し、抵抗に影響し、最終的にはドリフト速度に影響します。温度を下げると、抵抗が低いため、ドリフト速度が増加します。

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