Esta es una propiedad de directordefinido como la relación entre la velocidad de deriva y la velocidad aplicada campo eléctrico en un conductor. Velocidad de deriva de los portadores de carga en un conductor dependen de dos factores, uno es la intensidad del campo eléctrico aplicado a través del conductor y el otro es una propiedad del conductor llamada Movilidad del portador de carga. En otras palabras, para el mismo campo eléctrico aplicado, en diferentes conductores metálicos habrá diferentes velocidades de deriva de los electrones. Estas velocidades de deriva de los electrones dependen de una propiedad típica de los conductores llamada movilidad del portador de carga.
En el metal, la banda ocupada por los electrones de la valla puede no estar completamente llena y por lo tanto no hay niveles prohibidos en las energías más altas. Debido a eso, siempre hay uno o más electrones libres disponibles para muchos átomos que puede moverse libremente dentro del metal. En el metal, esos electrones libres desprendidos no están en absoluto asociados a sus átomos padres y se mueven libremente en el cristal metálico al perder su individualidad.
En otras palabras, no se puede decir que un solo electrón esté asociado a un átomo en particular, sino que cada electrón libre mueve un átomo a otro de manera aleatoria. Esto significa que el metal puede ser visualizado como un conjunto tridimensional de iones estrechamente ligados junto con un enjambre de electrones que se mueven libremente en su interior. Esta concepción es amargamente descrita ya que existe como tal un gas de electrones dentro de un metal. Según la teoría del gas electrónico, los electrones están en el metal en continuo movimiento, y la dirección del movimiento cambia continuamente con cada colisión con iones pesados. La distancia media entre dos colisiones sucesivas se conoce como camino libre medio. Como las direcciones del movimiento de los electrones en el interior del metal son completamente aleatorias, no habrá derivaciones resultantes de los electrones en ninguna dirección en particular en un tiempo determinado, por lo que la corriente media del metal es cero en ausencia de cualquier aplicación externa campo eléctrico.
Ahora supongamos que un campo eléctrico de voltios/metro se aplica a través de la pieza de metal. Debido a la influencia de este campo eléctrico, los electrones libres serán acelerados. Pero debido a las colisiones con iones mucho más pesados, la velocidad de los electrones no puede ser aumentada infinitamente. En cada colisión el electrón pierde su energía cinética y luego recupera su aceleración debido a la presencia de un campo eléctrico externo. De esta manera los electrones alcanzan su estado estable finito Velocidad de deriva después de cierto tiempo de campo eléctrico aplicado. Asumamos que esta velocidad de deriva es de v metro/seg. No hace falta decir que la magnitud de esta velocidad de deriva de los electrones es directamente proporcional a la intensidad del campo eléctrico aplicado .
Donde, es la constante de la proporcionalidad y aquí se llama como la movilidad de los electrones. Esto se conoce generalmente como Movilidad del portador de carga y aquí los portadores de carga son electrones. Ahora bien, si la velocidad de deriva en estado estable se superpone al movimiento térmico aleatorio de los electrones, habrá una deriva constante de los electrones justo en el sentido opuesto a la dirección de la carga aplicada. campo eléctrico.
Este fenómeno constituye un La corriente eléctrica. La densidad de corriente J se definiría como una corriente uniformemente distribuida que pasa a través de un director por unidad de área transversal perpendicular al conductor.
J = densidad de corriente = corriente por unidad de área del conductor. Más precisamente la densidad de corriente puede definirse como la corriente uniformemente distribuida que pasa a través de un conductor de área transversal unitaria.
Si la concentración de electrones por metro cúbico es n,
nv = número de electrones cruzados por unidad de tiempo por unidad de sección transversal del conductor.
Por lo tanto, la carga total cruza la sección transversal del conductor por unidad de tiempo es envolvente Coulombs. Esto no es más que la densidad de corriente del conductor.
De nuevo para el director de dimensión unitaria, área de la sección transversal A = 1 m2, longitud L = 1 m, aplicado campo eléctrico E = V/L = V/1 = V (V se aplica voltaje a través del conductor). La corriente I = J y resistencia R = = 1/, donde, es resistividad y es conductividad del director.
