유동속도,drift_velocity

유동속도,drift_velocity (rev. 1.12)

유동 속도, drift velocity AKA 표류 속도, 표동 속도

표기: $v_d$ 또는 $\vec{u}$

(보통 전자/전하/이온의 유동속도만 다룸.)

전류,electric_current에서 전자,electron/전하,electric_charge의 속도 설명할 때 나옴
전자의 유동속도는 전류와 당연히 밀접한 관련.
특히 자유전자,free_electron

,drift_current
{
유동전류, 표류전류, 표동전류, 드리프트 전류,

기호? - 그냥 전류밀도 기호 J, 전류 기호 i/I를 쓰나?

// via https://youtu.be/Uoe6QsD-yVg
{
평균 drift velocity를 고려할 때:
$J=qNv_d$
여기서
$J$ : 전류밀도,current_density ... 단면적 당 전류,electric_current
$q$ : charge of an ion ... 이온,ion전하,electric_charge
$N$ : ion volume density ... 밀도,density
$v_d$ : average drift velocity ... 평균 유동속도,drift_velocity

각 이온의 속도를 고려할 때
$J=q\sum_{i=1}^N v_i$

E-k 그래프를 보면 마치 가운뎃부분이 -cos 같은 (?) 우묵한. - 동영상의 화면 하단 그래프 참조. 왼쪽그림은 drift current=0인 경우, 오른쪽그림은 외력이(i.e. 전기장,electric_field이 있어서 전기력,electric_force이) 작용하는 경우.
}


TODO: 띠,band 맨밑과 MERGE.


Wikipedia en

일단 WpEn:Drift_velocity식을 좀 나열하면

$u$ : drift velocity of electrons
$j$ : 재료,material에 흐르는 전류밀도,current_density
$n$ : charge-carrier number density (개수밀도,number_density = 공간에 있는 어떤 물체들의 개수. 부피개수밀도는 부피당 물체수. n=N/V. from WpKo:개수밀도)
$q$ : charge on the charge-carrier
$\rho=nq$ : 부피전하밀도,charge_density

$u=\frac{j}{nq}$
$j=nqu$
근데 $j,\,u$ 가 사실 벡터이며 $nq$ 에 부피전하밀도를 대입하면
$\vec{J}=\rho \vec{u}$

전류밀도(J), 전하밀도와의 관계

전류밀도,current_density = 전하밀도,charge_density · 유동속도인듯 CHK
see 전류밀도#s-1


전기장(E), 이동도(μ)와의 관계

전기장,electric_field에 의해 가속되나, 충돌에 의해 무한히 가속되지 않음
$u=\mu E$
$\mu$ : 전자 또는 이온의 이동도,mobility (전자일 경우 전자이동도,electron_mobility)


(도체 내 자유전자가 이온과 충돌에 의해 산란,scattering되는 무질서한 브라운_운동,Brownian_motion을 하는 상태)

도체 내 전기장이 $E=0$ 인 경우 평균속도는 0이 되지만,
균일한 전기장하에서 자유전자,free_electron들은 전체적으로 전기장 $E$ 에 비례하는 평균등속운동을 한다.
이때 평균속도 $u$
$u=\mu E$
이며 $\mu$ 는 자유전자의 이동도,mobility라 한다.
도체 내의 자유전자가 가속운동 대신 평균등속운동을 하는 것은 중력장 내에서 빗방울이 자유낙하할 때 공기와의 마찰로 등속운동을 하는 것과 같다.

(회로이론 3판 신윤기 p5)

단어 drift

drift의 번역은 유동, 표동, 표류, 드리프트 등으로 표현이 통일되지 않음.

"개별적으로는 빠르고 산만하고 무질서한 듯하나,
평균적으로는 질서있게 완만하게 움직이는 경향" 정도의 뜻. [http]src

유체동역학의 유동(흐름,flow)과 차이?