Jonnix ha scritto nel messaggio ...
>A che velocit� viaggia all'interno dei fili la corrente elettrica?
>grazie
>
ciao, la velocit� con cui si muovono i portatori di carica all'interno di un
conduttore (generalmente elettroni in fili di rame) � determinata in maniera
abbastanza banale anche rimanendo in ambito classico, ma per una descrizione
accurata di un modello fisico � necessario ricorrere alla MQ, per i nostri
scopi e del tutto lecito rimanere dove siamo. Allora, non so a che punto �
la tua preparazione in fisica quindi parto da considerazioni un po'
indietro, in un semplice metallo conduttore (aggettivo inutile direi:)) gli
elettroni legati agli atomi negli ultimi livelli energetici sono
praticamente liberi di muoversi cio� la loro energia � praticamente solo
cinetica (se vuoi nell'hamiltoniana il termine dominante � quello cinetico
mentre la parte d'interazione � "debole"), questo vuol dire che per un noto
teorema di meccanica statistica (termodinamica) la loro velocit� dipende
solo dalla temperatura (stiamo supponendo assente il campo elettrico) in
maniera che valga la relazione:
1/2 m <v^2> = 3/2 k T da cui per un metallo a temperatura ambiente (300K)
si ha:
<v> = [3 K T/m]^0,5= circa 120 Km/s
ovviamente le ipotesi sul gas sono terribilmente restrittive:
gas (di elettroni) perfetto, urti elastici rari, ecc...
Quello che succede quando applichi un campo elettrico esterno E �
essenzialmente un moto di deriva uniformato sotto la spinta del campo
elettrico (con parole non proprio "corrette"): generalmente per descrivere
il moto delle cariche e quindi il passaggio di corrente elettrica si
introduce un vettore J detto densit� di corrente elettrica definito come il
prodotto della carica attribuita al portatore di carica q, per il numero di
portatori di carica presenti in una sezione cilindrica dC del conduttore n,
per la velocit� Vd di deriva dei portatori:
J= nq*Vd ==> I= {int(su S sezione del filo)di} (J,ds)
considerando allora un filo conduttore di raggio assegnato e attraversato da
corrente data � elementare trovare la velocit� Vd di deriva dei portatori:
r=0,5mm; I=1A
n=8.5*10^28 (!!) e-/m^3
si trova:
Vd= 2.3*10^-5
come vedi estremamente pi� piccola della velocit� dovuta all'agitazione
termica. Si pu� dimostrare con considerazioni elementari che la velocit� di
deriva � proporzionale al campo elettrico E attraverso un coefficiente
indipendente da E stesso.
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Nuova moderazione in fase di test - perdonate i disagi
Received on Wed Oct 11 2000 - 00:00:00 CEST