Profundizando en la velocidad de deriva

Sabemos por un conductor metálico

Actual I mi norte A = v dónde v es la velocidad de deriva, mi es la carga de un electrón, norte no es de electrones por unidad de volumen y A es el área de la sección transversal.

Ok, mis preguntas con las que estoy luchando:

  1. ¿Depende de la longitud del cable? (Digamos que si la corriente es la misma y el área también es la misma, pero un cable es más largo y el otro es más corto, ¿entonces la velocidad de deriva para ambos cables es la misma?)

  2. ¿Depende del área de la sección transversal del alambre? (Sí, según la relación, si el área es mayor, la velocidad de deriva es menor, ¿correcto?)

He investigado física universitaria y todavía no pude obtener mi respuesta :( .

Respuestas (5)

La velocidad de deriva no depende de la longitud o el área de la sección transversal del cable, cuando se trata de un cable macroscópico (normal, de la vida cotidiana). Sin embargo, si el cable es, digamos, demasiado corto, por ejemplo, comparable a la distancia promedio que recorre un portador de carga antes de sufrir una colisión, entonces podría comenzar a depender de la longitud del cable, pero para todos los propósitos prácticos, un cable no lo hará. ser así de corto.

La razón por la que v no depende del área de la sección transversal del cable es que la relación I/A es constante (suponiendo que el campo eléctrico aplicado dentro del cable no cambia), también llamada densidad de corriente, denotada por J=I/A. Entonces, por ejemplo, si A se duplica, yo también lo haré (la capacidad del cable se duplica), manteniendo J constante.

¿Y el efecto piel? Pensé que casi toda la conducción ocurría cerca de la superficie del cable.
Eso es un efecto en AC (y depende de la frecuencia). Para DC, no es una consideración.
@Pooya Jannaty, la ecuación dice directamente que para una corriente fija y un área de sección transversal variable, la velocidad cambia ... ¿puede dar más detalles sobre la independencia de A, por favor?

No. No depende del área de la sección transversal ni de la longitud del cable.

Estudiemos una analogía,

F = metro × a

F a = metro

¿Eso significa que la masa de un objeto depende de la fuerza aplicada sobre él?

No.

La velocidad de deriva depende de la movilidad de los electrones y del campo eléctrico aplicado.

v s = m × mi

Ninguno de los cuales depende del área de la sección transversal o de la longitud del cable.

La respuesta vinculada es para una resistencia con un voltaje fijo entre los extremos. Un cable en un circuito con una corriente constante no tiene un voltaje fijo (o campo eléctrico).
@tazón de rojo, ¿conoces la ecuación: densidad de corriente = resistencia específica × campo eléctrico para un conductor? Hay un campo eléctrico fijo en este caso.
@Mockingbird Esta pregunta no se trata de voltaje constante, sino de corriente constante. Dada una corriente constante y una resistencia cambiante, la caída de voltaje en el cable (y el campo eléctrico) debe cambiar

Sí, depende de la longitud del cable. Velocidad de deriva ( v d ) se puede encontrar usando esta fórmula, v d = mi mi τ metro (dónde mi es la carga de un electrón, mi es el campo eléctrico dentro del alambre, τ es el tiempo promedio entre la colisión de electrones, y metro es la masa de un electrón). Desde mi = V yo , la primera ecuación se reordena a v d = mi V τ L metro . A partir de esto, es claramente visible que la velocidad de deriva es inversamente proporcional a la longitud de un cable, por lo que si la longitud del cable se duplica, la velocidad de deriva se reduce a la mitad.

Y sí, también depende del área de la sección transversal del cable, lo cual se desprende claramente de la ecuación que mencionaste.

Esa fórmula es adecuada para una resistencia. Tendemos a modelar los cables como si casi no tuvieran resistencia (o caída de voltaje dentro del circuito). Considerar constante la caída de voltaje a través de un conductor cuando cambia la longitud pero la corriente se mantiene constante es incorrecto.

No dependerá del área bcz, ya que el área se duplicó, la corriente también se duplicará, pero a medida que la longitud se duplicó, la corriente será la mitad ... por lo tanto, la velocidad de deriva es inversamente proporcional a la longitud. Use ecuaciones- 1...... I=neav 2. ..... R=pa/L Donde p =resistividad

¿Por qué dice que la corriente se duplica cuando la pregunta original supone "si la corriente es la misma"?

Creo que la velocidad de deriva depende de la longitud pero no del área de la sección transversal Esto se debe a que v=eE/m donde e es la carga electrónica, E es el campo eléctrico y m es la masa del electrón Como V/L=E y reemplazando el valor de E en la ecuación anterior, obtenemos v inversamente proporcional a v

Además, es independiente del área de la sección transversal, ya que no está incluida en la ecuación anterior. En cuanto a su fórmula de I=neAv, incluso I (que es actual) no depende de ninguno de los parámetros utilizados para calcularlo en el ecuación anterior. Yo solo dependo de V y R

" obtenemos v inversamente proporcional a v " no tiene sentido para mí (puede ser un error tipográfico). Además, considere usar MathJax .
Quise decir v (que es la velocidad de deriva) inversamente proporcional a L (longitud)
Profundizando en la velocidad de deriva
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