ड्रिफ्ट वेलोसिटी और प्रतिरोध

ड्रिफ्ट वेलोसिटी और प्रतिरोध#

1. ड्रिफ्ट वेलोसिटी:

• परिभाषा: ड्रिफ्ट वेलोसिटी का मतलब है उन आवेश वाहकों (आमतौर पर इलेक्ट्रॉन्स) की औसत गति, जो एक वायर के अंदर एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में होती हैं।
• सूत्र:

$$v_d = \frac{eE}{m_e n},$$

जहाँ

• $v_d$ है ड्रिफ्ट वेलोसिटी,

• $e$ है एक इलेक्ट्रॉन का आवेश,

• $E$ है विद्युत क्षेत्र की तीव्रता,

• $m_e$ है इलेक्ट्रॉन की द्रव्यमान, और

• $n$ है इलेक्ट्रॉन संबंधी संख्या।

• ड्रिफ्ट वेलोसिटी को प्रभावित करने वाले कारक:

• विद्युत क्षेत्र की तीव्रता: अधिक तीव्र विद्युत क्षेत्र से अधिक ड्रिफ्ट वेलोसिटी प्राप्त होती है।

• तापमान: अधिक तापमान इलेक्ट्रॉनों की थर्मल गति को बढ़ाता है, जिससे ड्रिफ्ट वेलोसिटी कम हो जाती है।

• वाहक संबंधी संख्या: अधिक वाहक संबंधी संख्या से अधिक बार संघर्ष होते हैं और ड्रिफ्ट वेलोसिटी कम होती है।

2. प्रतिरोध:

• परिभाषा: प्रतिरोध एक पदार्थ द्वारा विद्युत धारा के प्रवाह के विरुद्ध दिए गए विरोध है।
• सूत्र:

$$R = \frac{\rho L}{A},$$

जहाँ

• $R$ है प्रतिरोध,

• $\rho$ है पदार्थ की प्रतिरोधकता (यह मापता है कि पदार्थ विद्युत धारा के प्रवाह के विरुद्ध कितनी तीव्रता से विरोध करता है),

• $L$ है वायर की लंबाई, और

• $A$ है वायर के पार्श्व क्षेत्र का क्षेत्रफल।

• प्रतिरोध को प्रभावित करने वाले कारक:

• पदार्थ की प्रतिरोधकता: उच्च प्रतिरोधकता वाले पदार्थ विद्युत धारा के प्रवाह के विरुद्ध अधिक प्रतिरोध प्रदान करते हैं।

• वायर की लंबाई: लंबे वायर का प्रतिरोध अधिक होता है।

• वायर के पार्श्व क्षेत्र का क्षेत्रफल: पतले वायर का प्रतिरोध अधिक होता है।

3. आवेश वाहकों की गतिशीलता:

• परिभाषा: गतिशीलता यह मापती है कि आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन या छेद) एक पदार्थ के अंदर एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में कितनी आसानी से चलते हैं।
• सूत्र:

$$\mu = \frac{v_d}{E},$$

जहाँ

• $\mu$ है गतिशीलता,

• $v_d$ है ड्रिफ्ट वेलोसिटी, और

• $E$ है विद्युत क्षेत्र की तीव्रता।

• इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और छेद गतिशीलता की तुलना:

• अधिकांश पदार्थों में इलेक्ट्रॉनों की गतिशीलता छेदों की गतिशीलता से अधिक होती है।

4. ऑहम का नियम:

• कथन: ऑहम का नियम कहता है कि एक वायर के माध्यम से प्रवाहित धारा (I) उस वोल्टेज (V) के सीधे समानुपातिक होती है, जो उस पर लागू किया गया है, यदि तापमान और अन्य भौतिक परिस्थितियाँ स्थिर रहती हैं।
• सूत्र:

$$V = IR,$$

जहाँ

• $V$ है वोल्टेज,

• $I$ है धारा,

• $R$ है प्रतिरोध।

• आलेखीय प्रतिनिधित्व: ऑहम का नियम वोल्टेज (V) के बिना धारा (I) के आलेख में मूल से गुजरने वाली सीधी रेखा के रूप में आलेखीय रूप से प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। इस रेखा की झुकाव प्रतिरोध को दर्शाता है।

5. किरचौफ के नियम:

• किरचौफ का धारा नियम (KCL): एक सर्किट के एक नोड (जंक्शन) में प्रवेश करने वाली कुल धारा उस नोड से बाहर निकलने वाली कुल धारा के बराबर होनी चाहिए।
• किरचौफ का वोल्टेज नियम (KVL): एक सर्किट के किसी भी बंद लूप के चारों ओर के वोल्टेजों का बीजगणितीय योग शून्य के बराबर होना चाहिए।

संदर्भ:

• NCERT भौतिकी क्लास 12, अध्याय 3 (वर्तमान विद्युत) और अध्याय 4 (गतिशील आवेश और चुंबकत्व)
• NCERT भौतिकी क्लास 11, अध्याय 12 (विद्युत)