velocidad de arrastre de electrones

Velocidad de arrastre de electrones
Cuando se aplica un campo eléctrico a un conductor eléctrico, sus electrones libres son acelerados por el campo, aunque esta energía cinética es inmediatamentedisipada por los choques que experimenta con los iones positivos (núcleos) del sistema cristalino. Los electrones son continuamente acelerados y frenados en un movimiento similar a la de las canicasde la figura adjunta. El resultado neto de esta aceleración y frenado es una velocidad media muy baja denominada velocidad de arrastre.

El campo eléctrico E acelera acelera los electrones libres demasa m y carga eléctrica q.

Debido a los constantes choques que efectúan los electrones con los núcleos, podemos considerar una velocidad promedio denominada velocidad de arrastre Vd y el tiempopromedio entre choques t.

Reemplazando en esta relación la que determinamos previamente, tenemos:

Según esta relación, la velocidad de arrastre Vd de los electrones en un conductor eléctrico esdirectamente proporcional a la intensidad de campo eléctrico E y al tiempo promedio t entre choques (recuerde queq y m son la carga eléctrica y la masa del electrón respectivamente que son constantesfísicas universales).
Reemplazando esta relación en una de las expesiones para la densidad de corriente J = N.q.V , donde N es la densidad de electrones libres,q es la carga eléctrica delelectrón y V es la velocidad de arrastre, tenemos que:

En esta ecuación, la expresión que se encuentra en el segundo miembro, adjunto a la intensidad de campo eléctrico E, es la inversa de la resistividad eléctrica,de donde se deduce la ley de ohm en términos microscópicos:

Velocidad de arrastre
Cuando se aplica a un conductor un campo eléctrico externo, éste ejerce una fuerza sobre cada uno de losportadores de carga del conductor produciendo su movimiento a través del material. (Las partículas que no son portadores se desplazan ligeramente, pero continúan ligadas en sus posiciones de la red...