Kulkeutumisnopeuden laskuri

Tietoa tästä laskurista

Kulkeutumisnopeus on keskimääräinen nopeus, jolla varauksenkuljettajat (tyypillisesti vapaat elektronit) liikkuvat johtimessa sähkökentän vaikutuksesta. Se saadaan kaavasta vd = I / (n·A·q), jossa I on virta, n on varauksenkuljettajien tiheys (kuljettajia tilavuusyksikköä kohti), A on johtimen poikkipinta-ala ja q on kunkin kuljettajan varaus. Nopeus on yleensä hämmästyttävän pieni — kuparilangassa usein luokkaa millimetri sekunnissa — koska elektronit sinkoilevat edestakaisin törmäyksissä metallin hilan ioneihin paljon enemmän kuin etenevät nettomatkaa.

Sähköinsinöörit ja fysiikan opiskelijat käyttävät tätä laskentaa erottaakseen kulkeutumisnopeuden paljon nopeammasta signaalin etenemisnopeudesta (lähellä valonnopeutta): hehkulamppu syttyy lähes välittömästi, ei siksi että yksittäiset elektronit kiitäisivät pitkin johtoa, vaan siksi että niitä työntävä sähkökenttä etenee koko virtapiirissä lähes valonnopeudella. Laskentaa käytetään myös johtimien mitoitukseen ja johdotuksen virrantiheysrajojen ymmärtämiseen.