Я видел в нескольких учебниках, в которых говорится, что когда мы соединяем проводник с батареей, электроны начинают двигаться (дрейфовать) в батарее случайным образом вверх и вниз в направлении, противоположном приложенному электрическому полю, средняя скорость электронов во время этого тогда говорят, что это скорость дрейфа, но также утверждается, что эта скорость дрейфа постоянна .
Почему это так? Если присутствует постоянное электрическое поле, то почему бы просто не увеличить скорость дрейфа?
Электроны зоны проводимости в металле называются либо (на этом сайте есть два основных мнения):
делокализованный
слабо связаны с атомами
Теперь электроны движутся зигзагообразно по металлу, так как взаимодействуют с атомами в металлической решетке. Это постоянное взаимодействие, когда они движутся зигзагообразно, дает им очень низкую скорость дрейфа.
Теперь вы спрашиваете, почему эта скорость дрейфа не увеличивается при наличии внешнего электрического поля?
Это внешнее электрическое поле дает этим электронам кинетическую энергию, поэтому они могут перемещаться от одного атома к другому. Если вы удалите это электрическое поле, у электронов не будет дополнительной кинетической энергии, чтобы продолжать движение, электричества больше не будет.
Вы должны поддерживать электрическое поле, чтобы продолжать давать дополнительную кинетическую энергию электронам, чтобы они двигались через решетку металла, взаимодействуя с атомами.
Кинетическая энергия, которую они получают от электрического поля, уравновешивается энергией, которую они теряют при взаимодействии с каждым атомом. Поэтому скорость дрейфа постоянна.
Скорость электронов в металле определяется двумя факторами: с одной стороны, у вас есть движение зарядов из-за приложенного электрического поля, которое является ускоренным движением; с другой стороны, движущиеся отрицательные заряды рассеиваются вместе с неподвижными положительными зарядами металлической решетки.
Два эффекта уравновешиваются, и скорость дрейфа становится прямо пропорционально приложенному электрическому полю: , существование подвижность электронов, которая напрямую вытекает из закона Ома .
Более подробный ответ был дан в Почему скорость дрейфа прямо пропорциональна электрическому полю?
хдхондт