ड्रिफ्ट वेलोसिटी और प्रतिरोध

1. ड्रिफ्ट वेलोसिटी:

• परिभाषा: ड्रिफ्ट वेलोसिटी कोण्डक्टर में एक इलेक्ट्रिक फ़ील्ड के प्रभाव में अवरेज गति वाले चार्ज के वेलोसिटी है (आमतौर पर इलेक्ट्रॉन).
• सूत्र:

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

जहां

• $v_d$ ड्रिफ्ट वेलोसिटी है,

• $e$ इकाई चार्ज है,

• $E$ इलेक्ट्रिक फ़ील्ड संघटन है,

• $m_e$ इलेक्ट्रॉन का मास है, और

• $n$ इलेक्ट्रॉन संघटन है.

• ड्रिफ्ट वेलोसिटी पर प्रभाव डालने वाले तत्व:

• इलेक्ट्रिक फ़ील्ड संघटन: अधिक मजबूत इलेक्ट्रिक फ़ील्ड अधिक उच्च ड्रिफ्ट वेलोसिटी देता है।

• तापमान: अधिक तापमान इलेक्ट्रॉनों की अग्निरेखा को बढ़ाता है, जिससे ड्रिफ्ट वेलोसिटी कम होती है।

• चार्ज संघटन: अधिक चार्ज संघटन से अधिक आपसी संघर्ष और कम ड्रिफ्ट वेलोसिटी होती है।

2. प्रतिरोध:

• परिभाषा: प्रतिरोध एक वस्त्र के धारा में विद्युत धारा के प्रवाह के खिलाफ प्रस्तुत की गई विरोध है।
• सूत्र:

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

जहां

• $R$ प्रतिरोध है,

• $\rho$ वस्त्र की प्रतिरोधिता है (वर्तमान के प्रवाह के खिलाफ यह कितना मजबूत है),

• $L$ कॉन्डक्टर की लम्बाई है, और

• $A$ कॉन्डक्टर का क्रॉस-सेक्शनल एरिया है।

• प्रतिरोध पर प्रभाव डालने वाले तत्व:

• वस्त्र की प्रतिरोधिता: वस्त्रों में अधिक प्रतिरोधिता विद्युत धारा में अधिक प्रतिरोध प्रदान करती है।

• कॉन्डक्टर की लम्बाई: लंबे कॉन्डक्टर में अधिक प्रतिरोध होता है।

• कॉन्डक्टर का क्रॉस-सेक्शनल एरिया: पतले कॉन्डक्टरों में अधिक प्रतिरोध होता है।

3. चार्ज कैरियर की चलायमानता:

• परिभाषा: चलायमानता एक माप है जो इकाई चार्ज कैरियरों (इलेक्ट्रॉन या होल) को एक वस्त्र में इलेक्ट्रिक फ़ील्ड के प्रभाव में कितनी आसानी से चलने देती है।
• सूत्र:

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

जहां

• $\mu$ चार्ज कैरियर की चलायमानता है,

• $v_d$ ड्रिफ्ट वेलोसिटी है, और

• $E$ इलेक्ट्रिक फ़ील्ड संघटन है।

• इलेक्ट्रॉन की चलायमानता और होल की चलायमानता का तुलनात्मक विवरण:

• आमतौर पर अधिकांश वस्त्रों में इलेक्ट्रॉन होलस की चलायमानता से अधिक होती है।

4. ओहम का नियम:

• कथन: ओहम का नियम कहता है कि कंडक्टर के माध्यम से बहाने वाली धारा (I) पर लगाई गई वोल्टेज (V) सीधे मापतल के माध्यम से संबंधित है, अगर तापमान और अन्य भौतिक शर्तें स्थिर रहें।
• सूत्र:

$$V = IR,$$

जहां

• $V$ वोल्टेज है,

• $I$ धारा है,

• $R$ प्रतिरोध है।

• ग्राफिक प्रतिस्थापन: ओहम का नियम वोल्टेज (V) बनाम धारा (I) योग्राफिक रूप से रूपरेखा में मूलबिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा के रूप में प्रतिस्थापित किया जा सकता है। इस रेखा का ढाल प्रतिरोध को प्रतिष्ठित करती है।

5. किर्चहोफ के नियम:

• किर्चहोफ के धारा नियम (KCL): सर्किट में एक नोड (जंक्शन) में प्रवेश करने वाली कुल धारा (जस्ता) से निकलने वाली कुल धारा के बराबर होनी चाहिए।
• किर्चहोफ के वोल्टेज नियम (KVL): सर्किट में किसी भी बंद परिक्रमा में वोल्टेजों का सारणी योग का शून्य के बराबर होना चाहिए।

संदर्भ:

• NCERT भौतिक विज्ञान कक्षा 12, अध्याय 3 (तुरंत विद्युत) और 4 (चलित धाराएं और चुंबकत्व)
• NCERT भौतिक विज्ञान कक्षा 11, अध्याय 12 (विद्युत)