বর্তমান ঘনত্ব: বৈদ্যুতিক চালনা এবং উদাহরণ - শারীরিক - 2025

একে কন্ডাক্টরের মাধ্যমে প্রতি ইউনিট ক্ষেত্রের পরিমাণের বর্তমান ঘনত্ব বলা হয়। এটি একটি ভেক্টর পরিমাণ, এবং এর মডুলাসটি তাত্ক্ষণিক প্রবাহের I এর মধ্যে ভাগফল দ্বারা প্রদত্ত হয় যা কন্ডাক্টরের ক্রস বিভাগ এবং এর অঞ্চল এস এর মধ্য দিয়ে যায়, যাতে:

এটি বলেছে, বর্তমান ঘনত্বের ভেক্টরের আন্তর্জাতিক ব্যবস্থায় ইউনিটগুলি প্রতি বর্গমিটার প্রতি এমপি: এ / এম ² । ভেক্টর আকারে বর্তমান ঘনত্ব হ'ল:

বর্তমান ঘনত্বের ভেক্টর। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

বর্তমান ঘনত্ব এবং বর্তমান তীব্রতা সম্পর্কিত, যদিও পূর্ববর্তীটি ভেক্টর এবং পরেরটি নয়। প্রবণতা এবং অর্থ থাকার পরেও স্রোত কোনও ভেক্টর নয়, যেহেতু মহাকাশে একটি পছন্দনীয় দিক থাকা ধারণাটি প্রতিষ্ঠিত করার জন্য প্রয়োজনীয় নয়।

তবে কন্ডাক্টরের অভ্যন্তরে যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি স্থাপন করা হয় তা ভেক্টর এবং এটি কারেন্টের সাথে সম্পর্কিত। স্বজ্ঞাতভাবে, এটি বোঝা যায় যে ক্ষেত্রটি আরও শক্তিশালী হলে ক্ষেত্রটি আরও শক্তিশালী হয় তবে কন্ডাক্টরের ক্রস-বিভাগীয় অঞ্চলও এই ক্ষেত্রে নির্ধারক ভূমিকা পালন করে।

বৈদ্যুতিক বাহন মডেল

চিত্র 3-তে দেখানো একটির মতো নিরপেক্ষ সঞ্চালনের তারের একটি অংশে, নলাকার আকারে, চার্জ ক্যারিয়ারগুলি যেকোন দিকে এলোমেলোভাবে সরায়। কন্ডাক্টারের অভ্যন্তরে, পদার্থের ধরণের সাথে এটি তৈরি করা হয়, সে হিসাবে ইউনিট ভলিউমে এন চার্জ ক্যারিয়ার থাকবে। এই এন সঞ্চালন পৃষ্ঠের লম্বালম্বী স্বাভাবিক ভেক্টর দিয়ে বিভ্রান্ত করা উচিত নয়।

নলাকার কন্ডাক্টরের একটি অংশে বর্তমান বাহকগুলি বিভিন্ন দিকে চলমান দেখায়। সূত্র: স্বনির্মিত।

প্রস্তাবিত পরিবাহী উপাদানগুলির মডেলটিতে একটি নির্দিষ্ট আয়নিক জাল এবং ইলেক্ট্রনগুলির একটি গ্যাস থাকে, যা বর্তমান বাহক, যদিও তারা এখানে + চিহ্ন দিয়ে প্রতিনিধিত্ব করে, কারণ এটি বর্তমানের কনভেনশন।

কন্ডাক্টর একটি ব্যাটারির সাথে সংযুক্ত থাকলে কী হয়?

তারপরে কন্ডাক্টারের প্রান্তের মধ্যে একটি সম্ভাব্য পার্থক্য প্রতিষ্ঠিত হয়, কোনও উত্সকে ধন্যবাদ যা কাজটি করার জন্য দায়ী: ব্যাটারি।

একটি সাধারণ সার্কিট একটি ব্যাটারি দেখায় যা পরিবাহী তারের মাধ্যমে একটি হালকা বাল্ব জ্বালায়। সূত্র: স্বনির্মিত।

এই সম্ভাব্য পার্থক্যের জন্য ধন্যবাদ, বর্তমান ক্যারিয়ারগুলি উপাদান নিরপেক্ষ থাকার চেয়ে আরও সুশৃঙ্খলভাবে ত্বরান্বিত হয় এবং যাত্রা করে। এইভাবে তিনি প্রদর্শিত সার্কিটের বাল্বটি চালু করতে সক্ষম হন।

এই ক্ষেত্রে, কন্ডাক্টরের অভ্যন্তরে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করা হয়েছে যা বৈদ্যুতিনগুলিকে ত্বরান্বিত করে। অবশ্যই, তাদের পথটি নিখরচায় নয়: যদিও বৈদ্যুতিনগুলির ত্বরণ রয়েছে, তারা স্ফটিকের জালির সাথে সংঘর্ষের সাথে সাথে তারা তাদের কিছু শক্তি ছেড়ে দেয় এবং সর্বদা ছড়িয়ে দেয়। সামগ্রিক ফলাফলটি হল যে তারা উপাদানগুলির মধ্যে কিছুটা আরও সুশৃঙ্খলভাবে স্থানান্তরিত করে তবে তাদের অগ্রগতি অবশ্যই খুব কম।

তারা স্ফটিকের জাল দিয়ে সংঘর্ষের সাথে সাথে তারা এটিকে স্পন্দিত করতে সক্ষম করে, যার ফলে কন্ডাক্টর গরম হয়। এটি এমন একটি প্রভাব যা সহজেই লক্ষ্য করা যায়: পরিবাহী তারগুলি যখন তড়িৎ প্রবাহের মধ্য দিয়ে যায় তখন তারা গরম হয়ে যায়।

ক্রলিং গতি

বর্তমান ক্যারিয়ারগুলির বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মতো একই গ্লোবাল গতি রয়েছে। তারা যে বিশ্বব্যাপী গতিবেগকে ড্রেগ গতি বা প্রবাহের গতি বলে এবং এটি ভি _ডি হিসাবে প্রতীকী ।

সম্ভাব্য পার্থক্য একবার প্রতিষ্ঠিত হয়ে গেলে, বর্তমান ক্যারিয়ারগুলির আরও সুশৃঙ্খল আন্দোলন হয়। সূত্র: স্বনির্মিত।

এটা কিছু সহজ বিবেচনার মাধ্যমে গণনা করা যেতে পারে: দূরত্ব প্রতিটি কণা দ্বারা কন্ডাকটর ভিতরে ভ্রমণ, একটি সময় বিরতি DT বনাম হয় _ঘ । DT। যেমন আগেই বলা হয়েছে, ইউনিট ভলিউম প্রতি এন কণা রয়েছে, ভলিউম ক্রস-বিভাগীয় অঞ্চল ক এর পণ্য এবং দূরত্ব ভ্রমণ করেছে:

যদি প্রতিটি কণার চার্জ কিউ থাকে তবে সময় ব্যবধানের সাথে D এর ক্ষেত্রফল দিয়ে কত পরিমাণ চার্জ ডিকিউ যায়?:

তাত্ক্ষণিক স্রোত কেবলমাত্র ডিকিউ / ডিটি, তাই:

যখন চার্জটি ইতিবাচক হয়, তখন v _d ই এবং জে হিসাবে একই দিকে থাকে । যদি চার্জটি নেতিবাচক হয় তবে v _d ফিল্ড E এর বিপরীতে, তবে জে এবং ই এর এখনও একই দিক রয়েছে। অন্যদিকে, সার্কিট জুড়ে বর্তমান একইরকম হলেও বর্তমান ঘনত্ব অপরিবর্তিত থাকবে না। উদাহরণস্বরূপ, এটি ব্যাটারিতে ছোট, যার ক্রস-বিভাগীয় অঞ্চলটি পাতলা কন্ডাক্টরের তারের চেয়ে বড়।

একটি উপাদানের চালকতা

এটা ভাবা যেতে পারে যে চার্জ ক্যারিয়ারগুলি কন্ডাক্টরের অভ্যন্তরে চলে এবং ক্রমাগত স্ফটিক জালির সাথে সংঘর্ষে, এমন একটি শক্তির মুখোমুখি হয় যা তাদের আগামের বিরোধিতা করে, এক ধরণের ঘর্ষণ বা বিপর্যয়কর শক্তি এফ _ডি যা গড় গতির সাথে সমানুপাতিক বহন করুন, এটি টেনে আনার গতি:

F _d ∝ v

এফ _ডি = α। v _d

এটি 20 ম শতাব্দীর শুরুতে একজন কন্ডাক্টরের অভ্যন্তরে বর্তমান ক্যারিয়ারের গতিবিধি ব্যাখ্যা করার জন্য তৈরি করা ড্রড-লরেন্টজ মডেল। এটি কোয়ান্টাম প্রভাবগুলিকে বিবেচনায় নেয় না। proportion হ'ল আনুপাতিকতার ধ্রুবক, যার মান উপাদানের বৈশিষ্ট্য অনুসারে।

যদি টেনে আনার গতি অবিচল থাকে তবে বর্তমান ক্যারিয়ারে অভিনয় করে এমন বাহিনীর যোগফল শূন্য। অন্য শক্তিটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা পরিবেশন করা হয়, যার দৈর্ঘ্য Fe = QE:

প্রবেশের বেগটি বর্তমান ঘনত্বের দিক থেকে প্রকাশ করা যেতে পারে, যদি এটি সঠিকভাবে সমাধান করা হয়:

কোথা থেকে:

কনস্ট্যান্টগুলি এন, কিউ এবং α একক কলগুলিতে গোষ্ঠী করা হয়েছে so যাতে অবশেষে আমরা পাই:

ওম এর আইন

বর্তমান ঘনত্ব কন্ডাক্টরের অভ্যন্তরে প্রতিষ্ঠিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সাথে সরাসরি আনুপাতিক। এই ফলাফলটি ওহমের আইন হিসাবে মাইক্রোস্কোপিক আকারে বা স্থানীয় ওহমের আইন হিসাবে পরিচিত।

N = এনকিউ ² / α এর মান একটি ধ্রুবক যা উপাদানের উপর নির্ভর করে। এটি বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বা সহজ পরিবাহিতা সম্পর্কে। তাদের মানগুলি অনেকগুলি সামগ্রীর জন্য সারণীযুক্ত এবং আন্তর্জাতিক সিস্টেমে তাদের ইউনিটগুলি এমপিএস / ভোল্ট এক্স মিটার (এ / ভিএম) হয়, যদিও অন্যান্য ইউনিট রয়েছে যেমন, উদাহরণস্বরূপ এস / এম (প্রতি মিটার সিমেন্স)।

সমস্ত উপকরণ এই আইন মেনে চলে না। যারা করেন তারা ওহমিক উপকরণ হিসাবে পরিচিত known

উচ্চ পরিবাহিতা সহ একটি পদার্থে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র স্থাপন করা সহজ, অন্যদিকে কম পরিবাহিতা সহ এটি আরও বেশি কাজ নেয়। উচ্চ পরিবাহিতা সহ উপকরণগুলির উদাহরণগুলি: গ্রাফিন, রৌপ্য, তামা এবং স্বর্ণ।

প্রয়োগ উদাহরণ

সমাধান করা উদাহরণ 1

ক্রস-বিভাগীয় অঞ্চল 2 মিমি ² এর একটি তামার তারে মুক্ত ইলেক্ট্রনগুলির প্রবেশের বেগটি সন্ধান করুন যখন 3 এ এর ​​একটি স্রোত এর মধ্য দিয়ে যায়।কপারের প্রতিটি পরমাণুর জন্য 1 বাহন ইলেকট্রন থাকে।

ডেটা: অ্যাভোগাড্রোর সংখ্যা = 6.023 10 তিল প্রতি ²³ কণা; বৈদ্যুতিন চার্জ -1.6 x 10 ^-19 সি; তামার ঘনত্ব 8960 কেজি / মি ³; তামা এর আণবিক ওজন: 63.55 গ্রাম / মল।

সমাধান

জে = কিএনভি _ডি থেকে টানা বেগের প্রস্থটি সাফ হয়ে গেছে:

তাত্ক্ষণিকভাবে কীভাবে আলো আসে?

এই গতিটি আশ্চর্যরকমভাবে ছোট, তবে আপনাকে মনে রাখতে হবে যে কার্গো ক্যারিয়ারগুলি ক্রমাগতভাবে সংঘর্ষে থাকে এবং চালকের অভ্যন্তরে ঝাঁকুনি দেয়, তাই তারা খুব দ্রুত যাবে বলে আশা করা যায় না। উদাহরণস্বরূপ গাড়ির ব্যাটারি থেকে হেডলাইট বাল্ব যেতে প্রায় এক ঘন্টা সময় লাগতে পারে।

ভাগ্যক্রমে, লাইটগুলি চালু করার জন্য আপনাকে এত দীর্ঘ অপেক্ষা করতে হবে না। ব্যাটারির একটি ইলেক্ট্রন অন্যকে কন্ডাক্টরের অভ্যন্তরে দ্রুত ঠেলে দেয় এবং এটি বৈদ্যুতিন চৌম্বক তরঙ্গ হিসাবে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি খুব দ্রুত প্রতিষ্ঠিত হয়। বিরক্তি যা তারের মধ্যে প্রচার করে।

ইলেক্ট্রনগুলি একটি পরমাণু থেকে সংলগ্ন একটিতে আলোর গতিতে লাফিয়ে পরিচালনা করতে সক্ষম হয় এবং স্রোত একইভাবে প্রবাহিত হতে শুরু করে যেভাবে জল একটি পায়ের পাতার মোজাবিশেষ মাধ্যমে ঘটে does পায়ের পাতার মোজাবিশেষের শুরুতে ফোঁটাগুলি আউটলেটের মতো নয় তবে এটি এখনও জল।

- পরিশ্রম উদাহরণ 2

চিত্রটি একই উপাদান দিয়ে তৈরি দুটি সংযুক্ত তারগুলি দেখায়। বাম থেকে সরু অংশে প্রবেশ করা স্রোত 2 এ। সেখানে ইলেক্ট্রনের প্রবেশের গতি 8.2 x 10 ^-4 মি / সে। বর্তমানের মান স্থির থাকে বলে ধরে নিয়ে, অংশ / অংশে ডানদিকে বৈদ্যুতিনগুলির প্রবেশের বেগটি মাই / সেকেন্ডে সন্ধান করুন।

সমাধান

পাতলা অংশে: জে ₁ = এনকিউ ভি _{ডি 1} = আই / এ ₁

আর পুরু বিভাগে: জে ₂ = NQ বনাম _D2 = আই / এ ₂

বর্তমান উভয় বিভাগ এবং একই সাথে এন এবং কি হিসাবে একই, তাই:

তথ্যসূত্র

1. রেজনিক, আর। 1992. পদার্থবিদ্যা। স্প্যানিশ ভাষায় তৃতীয় প্রসারিত সংস্করণ। খণ্ড ২. কমপিউটার সম্পাদকীয় কন্টিনেন্টাল এসএ ডি সিভি
2. সিয়ারস, জেমেনস্কি 2016. আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সাথে বিশ্ববিদ্যালয় পদার্থবিজ্ঞান। 14 ^ম । সম্পাদনা খণ্ড 2.817-820।
3. সার্ওয়ে, আর।, জুয়েট, জে। 2009. আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সাথে বিজ্ঞান এবং প্রকৌশল জন্য পদার্থবিদ্যা। 7 ম সংস্করণ। খণ্ড 2. কেনেজ লার্নিং। 752-775।
4. সেভিলা বিশ্ববিদ্যালয়। ফলিত পদার্থবিজ্ঞান বিভাগ III। স্রোতের ঘনত্ব এবং তীব্রতা। থেকে উদ্ধার করা হয়েছে: us.es
5. ওয়াকার, জে। 2008. পদার্থবিজ্ঞান। চতুর্থ এডি। পিয়ারসন। 725-728।