ElectroYou

Ciao, sono nuovo sul forum e mi sono iscritto perché da autodidatta ho iniziato a studiare elettronica ma c'è un concetto che ho compreso ma non sono sicuro sia giusto. Qualcuno potrebbe spiegarmi come si calcole la deriva di un elettrone? Grazie in anticipo

In quale contesto? Dentro al semiconduttore, al metallo? Ti interessa la velocita` di deriva, il fenomeno?...

Che conoscenze hai di matematica e di fisica? Questo serve per saper dosare la risposta.

Dimenticavo: BENVENUTO!

Grazie. La mia domanda si riferisce al metallo ma non alla velocità di deriva perché quella è molto banale in quanto si calcola sempre spazio fratto tempo. Ho delle conoscienze fisiche e matematiche sufficienti per una risposta completa.

E` dura scrivere una risposta completa! La deriva puo` essere studiata in modo classico (ed e` gia` un discreto casino) oppure in modo quantistico, in entrambi i casi si ricava, fra l'altro, la legge di Ohm puntuale.

L'analisi classica e` di Drude, e la trovi qui. L'idea base e` di considerare gli elettroni che si muovono ad elevata velocita` dovuta al contributo termico e urtano contro gli atomi praticamente fermi. Fra un urto e l'altro accelerano sotto l'effetto del campo elettrico. In condizioni di campo elettrico uniforme e stazionario, si considera che la quantita` di moto di un elettrone e` data solo dall'effetto del campo che ha agito dall'ultimo urto, dato che l'effetto degli urti precedenti e` cancellato in media dall'ultimo urto subito.

La quantita` di moto media degli elettroni vale quindi dove p=mv e` la quantita` di moto q la carica dell'elettrone, E il campo elettrico e tau il tempo trascorso dall'ultimo urto: in pratica il tempo medio fra urti.

Da questa relazione si ricava la velocita` media (vettoriale) .

La densita` di corrente e` data dalla densita` n di elettroni, per la carica per la velocita` media e quindi che e` la legge di Ohm microsocopica. Questa e` una analisi classica, che da` un risultato qualitativamente corretto ma quantitativamente non preciso. Poi sono i casi di campo variabile in cui bisogna scrivere l'equazione differenziale vettoriale del sistema...

Oppure si puo` passare all'analisi quantistica, che per il momento eviterei.

E` questo che vuoi?

Come calcoli la velocita` di deriva facendo spazio diviso tempo? Di solito la si calcola sull'insieme delle particelle usando considerazioni elettriche, non cinematiche.

Non era questo che intendevo, per capire cosa intendo guarda questo video http://vimeo.com/21168480 al minuto 27:16, io parlo di quella deriva.

La deriva di cui si parla nel video e` esattamente quella di cui parlavo anch'io. Quelle che ho scritto sono le equazioni statiche per la deriva degli elettroni nel metallo.

Ah ecco, ma quindi non c'è una formula del tipo derivata=..... perché sbaglio o la derivata è delta spostamento dell'elettrone?
PS: comunque nel video dice che la velocità della derivata si calcola delta s/delta t
Perdonami se faccio domande o affermazioni che possono sembrare scontate ma ho 16 anni

Se l'avessi detto subito avrei graduato diversamente la risposta :). Se poi dicessi anche che scuola stai frequentando sarebbe ancora meglio, cosi` so che cosa posso usare in modo rigoroso e che cosa invece so che devo "approssimare".

La velocita` di deriva dell'elettrone e` data dalla derivata dello spostamento medio rispetto al tempo, che non vuol dire delta distanza diviso delta tempo: questa e` solo una approssimazione. Cauchy ci ha sputato l'anima per mettere a posto le derivate .

Il conto della velocita` media degli elettroni nel conduttore si fa in questa maniera. L'idea base e` di calcolare quanti elettroni liberi ci sono nel metallo per unita` di volume. Questo numero di elettroni moltiplicato per la carica dell'elettrone ti dice quanta carica libera (=disponibile per essere una corrente elettrica) c'e` nel metallo per unita` di volume.

Poi prendi un conduttore, per esempio un filo e fai passare una corrente, che vuol dire che per ogni sezione del filo passa una data quantita` di carica per ogni unita` di tempo. Da questi dati puoi trovare la velocita` media degli elettroni nel conduttore.

Un problema del genere, che ho descritto in modo non completo a parole richiede due passi: essere trasformato in formule "letterali" e poi trasformato in formula con grandezze fisiche dentro.

Ad esempio sai calcolare qual e` la quantita` di carica libera in un metro cubo di rame? Oppure se ti piace di piu` in un millimetro cubo di rame?

Poi chiamo in aiuto anche quelli che la fisica la sanno, PietroBaima Sparafucile DirtyDeeds RenzoDF

Secondo anno del liceo scientifico tradizionale, non so calcolare la quantità di energia libera in un tot di volume perché in effetti studiando campi elettrici e cose del genere sto precorrendo di molto il programma scolastico

In classe mi ricordo che il nostro prof ha messo in palio un 10 per questo stesso quesito . E' qualcosa legato al numero di Avogadro e agli elettroni di valenza?