- Jak rychle a jakým způsobem se pohybují elektrony ve vodiči?
Vodiče a polovodiče: Potenciálová jáma Pauliho princip Energetické pásy Vodivost různých látek Vedení proudu v kovech
|
|
Kovy nemají zakázaný pás. Proto mají mnoho volných elektronů (tzv. elektronový oblak) a proto dobře vedou elektrický proud. Nosiči náboje jsou výhradně elektrony.
Elektrony v kovovém drátu, který není připojen ke zdroji elektrického napětí, konají chaotický pohyb (obr. 1). Jejich rychlost (tepelná rychlost) je přitom poměrně velká - řádově 105-106 m/s. Směr se mění při srážkách s atomy mříže a ostatními elektrony. Elektronový oblak jako celek se nepohybuje, pohybují se ale jednotlivé elektrony. Podobně vypadá hejno komárů za bezvětří - hejno stojí, ale jednotliví komáři se pohybují.
obr. 1: Dráha elektronu ve vodiči nepřipojeném k elektrickému napětí.
Je-li vodič připojen ke zdroji napětí, působí na elektrony elektrická síla, která má směr opačný než je směr vektoru intenzity elektrického pole a trochu jejich dráhu usměrňuje příslušným směrem (obr. 2). Rychlost elektronů (unášivá rychlost) proti směru vektoru intenzity elektrického pole je dosti malá - řádově 10-4 m/s. Analogií je hejno komárů při mírném větru - jednotlivý komáři se pohybují chaoticky, hejno jako celek se pomalu pohybuje ve směru větru.
obr. 2: Dráha elektronu ve vodiči připojeném k elektrickému napětí.