전자기학
전류
전자 이동
2008.5 기출
길이 1cm, 지름 5mm 동선에 1A를 흘릴 때 전자가 동선을 지나는 평균시간을 정하는 것은?
- ① \(t=\frac{l}{v_d}\)(드리프트 속도) 정답
- ② 전압만
- ③ 저항만
- ④ 면적만
📖 해설
전자가 도선을 지나는 평균 시간
평균 시간은 도선 길이를 전자의 드리프트 속도 \(v_d\)로 나눈 값입니다.
\[ t=\frac{l}{v_d},\qquad v_d=\frac{J}{ne}=\frac{I}{neA} \]
· \(l\): 도선 길이, \(J=I/A\): 전류밀도, \(n\): 자유전자 밀도, \(e\): 전자 전하, \(A\): 단면적
드리프트 속도는 전류가 클수록·단면적이 작을수록 커집니다. 따라서 평균 시간은 \(t=\dfrac{l}{v_d}=\dfrac{lneA}{I}\)로 결정됩니다.
핵심 — 전자의 실제 이동속도(드리프트)는 매우 느려(mm/s급), 길이/속도로 통과시간을 구합니다.
평균 시간은 도선 길이를 전자의 드리프트 속도 \(v_d\)로 나눈 값입니다.
\[ t=\frac{l}{v_d},\qquad v_d=\frac{J}{ne}=\frac{I}{neA} \]
· \(l\): 도선 길이, \(J=I/A\): 전류밀도, \(n\): 자유전자 밀도, \(e\): 전자 전하, \(A\): 단면적
드리프트 속도는 전류가 클수록·단면적이 작을수록 커집니다. 따라서 평균 시간은 \(t=\dfrac{l}{v_d}=\dfrac{lneA}{I}\)로 결정됩니다.
핵심 — 전자의 실제 이동속도(드리프트)는 매우 느려(mm/s급), 길이/속도로 통과시간을 구합니다.