[e] 전자의 속도?

또 다른 전문가분의 설명입니다.

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*.전류의 전파속도와 전자의 표류속도,전자의 열운동속도

전류와 관련한 위 3가지는 별개의 개념입니다.

먼저 전류의 전파속도(=전기의 전달속도)는 거의 광속에 근접하며 이것은 전기장의 전파속도 ,전기에너지의 전파속도,전기적 교란의 전파속도를 말합니다.
현대적 관점에 의하면 전기에너지는 전기장이라는 데 저장이 됩니다.
이러한 전기장에 놓인 전하는
전기장에 의하여 일을 받아 에너지를 얻으므로 에너지를 얻기 위하여
전원까지 갈 필요가 없읍니다.


그리고 전자의 표류속도란 저항에 의한 효과(힘)가 전기력의 의한 효과가 서로 비기는 때의 전자의 속도로 전형적인 경우에 대하여 계산을 해보면 20cm/s정도밖에 나오지를 않읍니다.
참고로 전류밀도(J:I/A) = nqv(v는 전자의 표류속도)입니다.


마지막으로 전자의 열운동속도란 도체의 열에너지와 관련한 속도로 도체에서 자유전자는 페르미온도근방의 전자만이 전기전도에 기 여를 하는 바 이 때 전자의 속도는 매우 커서 0.01c(c는 광속)에 이른다고 합니다.
(그렇지만 상대론적인 효과는 무시하여도 무방하다.)
비록 전자의 (미시적)움직임이 매우 빨라서 0.01c에 이르더라도 격자와 불순물과 산란으로 전자의 거시적인 움직임은 이에 훨씬 못미 칩니다.
즉 전기가 광속으로 전파된다고 하여 전자 또한 그에 못지않게 움직이리라 생각하는 것은 잘못된 것입니다.

*.정리

(1)전원은 전기장을 형성한다.
(2)전기장(전류)은 거의 광속으로 진행한다.
(2)자유전자는 전기장으로 부터 에너지를 얻는다.
(3)그러므로 전자가 에너지를 얻기 위하여 전원까지 갈 필요가 없다.
(4)전기의 전달속도와 전자의 속도는 별개이다.
(5)전자의 열운동을 무시하였을 때 전자는 60Hz교류하에서 주기적으로 변하는 전기장에 의하여 주기적으로 변하는 힘을 받아서 운동 을 한다.