ડ્રિફ્ટ વેગ (ડ્રિફ્ટ વેલોસિટી) શેના પર આધાર રાખતો નથી?

ધારો કે એક વિદ્યુતપ્રવાહ ધારિત તાર છે જેનો આડછેદનું ક્ષેત્રફળ તારની લંબાઈ સાથે ક્રમશઃ નાનું થતું જાય છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ ખૂબ લાંબા શંકુ આકારનું છે. સાચું વિધાન પસંદ કરો.

$300\,K$ તાપમાને રહેલા એક સિલિકોનના ચોસલાની લંબાઈ $10\,cm$ અને આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $1 \times 10^{-4}\,m^2$ છે. જો તેના બે છેડા વચ્ચે $2\,V$ ની બેટરી લંબાઈને સમાંતર જોડવામાં આવે,તો તેમાંથી પસાર થતો પ્રવાહ શોધો. ઈલેક્ટ્રોનની મોબિલિટી $0.14\,m^2V^{-1}s^{-1}$ તથા ઈલેક્ટ્રોન સંખ્યા ઘનતા $1.5 \times 10^{16}\,m^{-3}$ છે.

$(a)$ $1.0 \times 10^{-7} \; m^{2}$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતા અને $1.5 \; A$ વિદ્યુતપ્રવાહ વહન કરતા તાંબાના તારમાં વહન ઇલેક્ટ્રોનનો સરેરાશ ડ્રિફ્ટ વેગ શોધો. ધારો કે દરેક તાંબાનો પરમાણુ આશરે એક વહન ઇલેક્ટ્રોન આપે છે. તાંબાની ઘનતા $9.0 \times 10^{3} \; kg/m^{3}$ અને તેનો પરમાણ્વીય દળ $63.5 \; u$ છે.
$(b)$ ઉપર મેળવેલા ડ્રિફ્ટ વેગની સરખામણી $(i)$ સામાન્ય તાપમાને તાંબાના પરમાણુઓની ઉષ્મીય ઝડપ સાથે,$(ii)$ વાહક સાથે વિદ્યુતક્ષેત્રના પ્રસરણની ઝડપ સાથે કરો, જે ડ્રિફ્ટ ગતિનું કારણ બને છે.

$d$ વ્યાસ અને $L$ લંબાઈ ધરાવતા તાંબાના તારના બે છેડાઓ વચ્ચે $V$ સ્થિતિમાનનો તફાવત લાગુ પાડવામાં આવે છે. જો માત્ર વ્યાસ $d$ બમણો કરવામાં આવે,તો ડ્રીફ્ટ વેગ:

વિધાન: ઓહ્મિક અવરોધમાં કોઈપણ બિંદુએ પ્રવાહ ઘનતા $\vec J$ તે બિંદુએ વિદ્યુતક્ષેત્ર $\vec E$ ની દિશામાં હોય છે.
કારણ: જ્યારે કોઈ બિંદુવત વિદ્યુતભારને માત્ર સ્થિત-વિદ્યુતક્ષેત્ર ધરાવતા વિસ્તારમાં સ્થિર સ્થિતિમાંથી મુક્ત કરવામાં આવે,ત્યારે તે હંમેશા વિદ્યુતક્ષેત્ર રેખાઓની દિશામાં ગતિ કરે છે.