¿Cómo afecta la resistencia a la velocidad de deriva?

Asumiré una corriente constante en el circuito en mis respuestas.

1. a) Si compara dos circuitos con las mismas propiedades, hasta una resistencia diferente, que tienen el MISMO VOLTAJE aplicado, entonces en el circuito con la resistencia más baja habrá una corriente más alta. Dado que todas las demás propiedades del circuito no cambiaron, la velocidad de deriva general$v_d$también será mayor. b) Depende de su resistencia si la velocidad de deriva es mayor en el cable que en la resistencia (todo tiene que satisfacer su fórmula$I = v_d n A e$. Si encuentra una resistencia con$n_{Resistor}$siendo mas grande que$n_{Wire}$, y darle la misma área$A$tiene el cable, entonces la velocidad de deriva será menor en la resistencia. Esto también se señala en la respuesta que ha vinculado, en la última sección. Aún así, las resistencias suelen tener densidades de carga más bajas, por lo que requieren una velocidad de deriva más alta.

2. Si por "opuesto al campo eléctrico" quiere decir "en la dirección de la fuerza que actúa sobre ellos" (los electrones tienen carga negativa), entonces sí. La situación en la resistencia es una situación de equilibrio, donde el campo eléctrico acelera los electrones (convirtiendo su energía potencial en energía cinética) mientras que, al mismo ritmo, las colisiones de electrones convierten la energía cinética del electrón en calor.

3. Por supuesto, todavía se mueven, solo necesitan una cantidad de tiempo más corta: incluso sin resistencia del cable, decir que NO hay diferencia de potencial en TODO el cable es una propiedad de la situación de equilibrio, y siempre que haya una red flujo de carga, no se alcanzará esta situación de equilibrio: digamos que la resistencia tiene una resistencia infinita y usted conecta el cable y la batería. ¿Lo que sucederá? Al principio, hay una diferencia de potencial en todo el cable. Los electrones se aceleran. Fluirán a través del cable hasta que lleguen a la resistencia. Con los electrones viene la carga, y con la carga viene el potencial. Como ahora hay más electrones en el cable, la diferencia de potencial se ha reducido. Mientras haya una diferencia de potencial, los electrones se acelerarán,

Esto no sucederá si su resistencia tiene una resistencia finita, en ese caso habrá electrones drenados del cable todo el tiempo, lo que crea un pequeño gradiente de potencial en esa parte del cable, y al mismo tiempo hay electrones. empujado hacia el cable fuera de la batería, lo que también crea un pequeño gradiente de potencial.

Si la resistencia es cero, solo hará que el movimiento de los electrones sea más rápido y, por lo tanto, pueden equilibrar la diferencia de potencial entre el inicio de la resistencia y la batería más rápido. Pero mientras fluya corriente, la diferencia de potencial entre el inicio de la resistencia y la batería no será cero, sino un poco más. Tiene razón, las fuerzas solo pueden actuar sobre el electrón cuando hay un gradiente de potencial, pero dado que no hay resistencia en todo el cable, es suficiente si el electrón se acelera al principio del cable y se desacelera al final (por ejemplo).

4. La caída de voltaje significa que los electrones han perdido energía potencial en toda la resistencia. Esto no significa necesariamente que haya más electrones en un lado de la resistencia en comparación con el otro lado, simplemente puede significar eso. La pregunta aquí es la geometría de la resistencia: las cargas en el cable antes y después, y las que están en la resistencia tienen que crear un potencial (a través de 1. Ecuación de Maxwell) que tiene la diferencia de potencial mencionada en toda la resistencia. Sin embargo, normalmente también pensaría que hay un gradiente de potencial que empuja electrones a través de un cable cuando hay más en el primer lado que en el segundo. Así que en principio la respuesta es "sí", pero no sé si siempre tiene que ser así.