Velocidade de Deriva dos Portadores

vd = I / (n · A · q)

Resposta rápida

Esta calculadora resolve vd = I / (n × A × q) para Velocidade de Deriva. Com Corrente 2 A, Densidade de Portadores 1 × 10¹⁷ 1/cm³, Secção Transversal 10 mm², Carga do Portador 100 mC, o resultado é 2 × 10⁻¹⁴ mm/s. Resolve em 5 direções: introduza os valores que tem e obtenha o que falta.

Calculadora

Velocidade de Deriva (mm/s)
—

Fórmula

vd = I / (n × A × q)

Descrição

A velocidade de deriva é a velocidade média a que os portadores de carga se movem ao longo de um condutor quando este conduz corrente. É surpreendentemente lenta—muitas vezes bem abaixo de um milímetro por segundo—apesar de o próprio sinal elétrico se propagar perto da velocidade da luz. O enorme número de portadores torna possível uma grande corrente a esta minúscula velocidade de deriva.

Variáveis

  • vd — Velocidade de deriva (m/s)
  • I — Corrente (A)
  • n — Densidade de portadores (1/m³)
  • A — Área da secção transversal do condutor (m²)
  • q — Carga do portador (C)

Notas Práticas

No cobre, com uma densidade de corrente típica, vd é da ordem de 0,1 mm/s. A densidade de corrente J = n·q·vd liga a velocidade de deriva à capacidade de corrente e aos limites de eletromigração.

Símbolos e unidades

Símbolo Significado Unidade predefinida Unidades aceitas
vd Velocidade de Deriva mm/s mm/s, m/s, km/s
I Corrente A pA, nA, µA, mA, A, kA
n Densidade de Portadores 1/m³ 1/m³, 1/cm³
A Secção Transversal mm² mm², cm², m²
q Carga do Portador C pC, nC, µC, mC, C

Passo a passo

  1. 1. Dados conhecidos: Corrente 2 A, Densidade de Portadores 1 × 10¹⁷ 1/cm³, Secção Transversal 10 mm², Carga do Portador 100 mC
  2. 2. A relação: vd = I / (n × A × q)
  3. 3. Substituir: I = 2 A, n = 1 × 10¹⁷ 1/cm³, A = 10 mm², q = 100 mC
  4. 4. Resultado: Velocidade de Deriva = 2 × 10⁻¹⁴ mm/s

Exemplos resolvidos

Faixa mínima

Dados: Corrente 2 mA, Densidade de Portadores 1 × 10¹³ 1/cm³, Secção Transversal 0.1 mm², Carga do Portador 100 µC

Resultado: Velocidade de Deriva = 2 × 10⁻⁸ mm/s

Faixa baixa

Dados: Corrente 20 mA, Densidade de Portadores 1 × 10¹⁴ 1/cm³, Secção Transversal 1 mm², Carga do Portador 1 mC

Resultado: Velocidade de Deriva = 2 × 10⁻¹⁰ mm/s

Típico

Dados: Corrente 2 A, Densidade de Portadores 1 × 10¹⁷ 1/cm³, Secção Transversal 10 mm², Carga do Portador 100 mC

Resultado: Velocidade de Deriva = 2 × 10⁻¹⁴ mm/s

Faixa alta

Dados: Corrente 100 A, Densidade de Portadores 1 × 10²⁰ 1/cm³, Secção Transversal 1 cm², Carga do Portador 1 C

Resultado: Velocidade de Deriva = 1 × 10⁻¹⁷ mm/s

Faixa máxima

Dados: Corrente 1 kA, Densidade de Portadores 1 × 10²¹ 1/cm³, Secção Transversal 10 cm², Carga do Portador 10 C

Resultado: Velocidade de Deriva = 1 × 10⁻¹⁹ mm/s

Resolver para cada variável

Resolver Velocidade de Deriva

Corrente 2 mA, Densidade de Portadores 1 × 10¹³ 1/cm³, Secção Transversal 0.1 mm², Carga do Portador 100 µC → 2 × 10⁻⁸ mm/s

Resolver Corrente

Velocidade de Deriva 0.1 mm/s, Densidade de Portadores 1 × 10¹³ 1/cm³, Secção Transversal 0.1 mm², Carga do Portador 100 µC → 10 kA

Resolver Densidade de Portadores

Velocidade de Deriva 0.1 mm/s, Corrente 2 mA, Secção Transversal 0.1 mm², Carga do Portador 100 µC → 2 × 10⁶ 1/cm³

Resolver Secção Transversal

Velocidade de Deriva 0.1 mm/s, Corrente 2 mA, Densidade de Portadores 1 × 10¹³ 1/cm³, Carga do Portador 100 µC → 2 × 10⁻⁸ mm²

Resolver Carga do Portador

Velocidade de Deriva 0.1 mm/s, Corrente 2 mA, Densidade de Portadores 1 × 10¹³ 1/cm³, Secção Transversal 0.1 mm² → 20 pC

Como Velocidade de Deriva varia com Corrente

Corrente (entrada) Velocidade de Deriva (resultado)
0.2 A 2 × 10⁻¹⁵ mm/s
0.5 A 5 × 10⁻¹⁵ mm/s
1 A 1 × 10⁻¹⁴ mm/s
1.5 A 1.5 × 10⁻¹⁴ mm/s
2 A 2 × 10⁻¹⁴ mm/s
3 A 3 × 10⁻¹⁴ mm/s
4 A 4 × 10⁻¹⁴ mm/s
8 A 8 × 10⁻¹⁴ mm/s
14 A 1.4 × 10⁻¹³ mm/s
20 A 2 × 10⁻¹³ mm/s

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Perguntas frequentes

Como se calcula Velocidade de Deriva dos Portadores?

Use vd = I / (n × A × q). Com Corrente 2 A, Densidade de Portadores 1 × 10¹⁷ 1/cm³, Secção Transversal 10 mm², Carga do Portador 100 mC, Velocidade de Deriva dá 2 × 10⁻¹⁴ mm/s.

Qual é a fórmula de Velocidade de Deriva dos Portadores?

A fórmula é vd = I / (n × A × q). A velocidade de deriva é a velocidade média a que os portadores de carga se movem ao longo de um condutor quando este conduz corrente.

Como obter Corrente conhecendo os outros valores?

Isole Corrente: com Velocidade de Deriva 0.1 mm/s, Densidade de Portadores 1 × 10¹³ 1/cm³, Secção Transversal 0.1 mm², Carga do Portador 100 µC, Corrente é 10 kA.

Como obter Densidade de Portadores conhecendo os outros valores?

Isole Densidade de Portadores: com Velocidade de Deriva 0.1 mm/s, Corrente 2 mA, Secção Transversal 0.1 mm², Carga do Portador 100 µC, Densidade de Portadores é 2 × 10⁶ 1/cm³.

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