電流的產(chǎn)生是由于場(chǎng)強(qiáng)的建立拉動(dòng)電子形成,場(chǎng)強(qiáng)的建立是非?斓牡扔诠馑伲噪娏饕彩枪馑。
本質(zhì)上說(shuō),金屬導(dǎo)體中的電流是由金屬中的自由電子定向移動(dòng)所產(chǎn)生的,電子定向移動(dòng)的速度由以下的方法簡(jiǎn)單算出:
設(shè)一段金屬導(dǎo)體的橫截面積為S,自由電子密度(單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目)為n,自由電子定向移動(dòng)速率為v,那么在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體某一橫截面積的自由電子數(shù)目就是nSvt,如果電子電量為e,那么在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面積的電量q=nSvte.由電流強(qiáng)度的公式I=q/t可以得出:I=q/t=nSvte/t=nSve.即:自由電子移動(dòng)的速度v=I/(neS).
上面的計(jì)算可以得到,自由電子定向移動(dòng)的速率和電流強(qiáng)度成正比,和金屬導(dǎo)體的橫截面積于導(dǎo)體的電子密度(由導(dǎo)體本身性質(zhì)決定)的乘積成反比.也就是說(shuō),電流越大,自由電子的速度就越大.而橫截面積越大,電子速度就越。
電流增加十倍,如果導(dǎo)體中電子數(shù)量是固定的,公式中N為常量這個(gè)說(shuō)法是正確的,但是有時(shí)要考慮到其它因素,例如溫度等造成的本征激發(fā)(半導(dǎo)體),n就會(huì)變化,電流與電子移動(dòng)速度就不一定是倍速關(guān)系。