Driftgeschwindigkeit von Elektronen
Beispiel 06
In einem Kupferdraht von \( d = 0{,}6 \, \mathrm{mm} \) Durchmesser fließt ein Strom \( I = 1 \, \mathrm{A} \).
| a) | Wieviel Elektronen \( N \) passieren je Sekunde den Drahtquerschnitt? |
| b) | Welche Driftgeschwindigkeit \( v \) haben diese Elektronen, wenn in Kupfer je \( \mathrm{cm}^3 \; 8{,}6 · 10^{22} \) freie Elektronen angenommen werden? |
Lösung zu a)
Aus Gleichung (2) folgt:
\( \mathrm{Δ}Q = I·\mathrm{Δ}t = 1 \, \mathrm{A} · 1 \, \mathrm{s} = 1 \, \mathrm{As} = 1 \, \mathrm{C} \)
Die Anzahl \( N \) der Elektronen folgt aus:
\(
\begin{array}{lll}
\mathrm{Δ}Q & \; = \; & N · e \\
N & \; = \; & \dfrac{\mathrm{Δ}Q}{e} \\
N & \; = \; & 6{,}25·10^{18} \end{array}
\)
Lösung zu b)
Aus Gleichung (35) folgt:
\(
\begin{array}{lll}
v & \; = \; & \dfrac{I}{n · e · A} = \dfrac{1 \, \mathrm{A}}{ \dfrac{8{,}6·10^{22}}{1000 \, \mathrm{mm}^3} · 1{,}6·10^{-19} · \mathrm{As} · 0{,}283 \, \mathrm{mm}^2} \\
v & \; = \; & 0{,}26 \dfrac{\mathrm{mm}}{\mathrm{s}} \end{array}
\)
