Muatan listrik yang bergerak membentuk arus. Satuan arus ialah ampere (A) yang didefinisikan sebagai laju aliran muatan yang melalui titik acuan sebesar satu coulomb perdetik. Arus dilambangkan dengan I, maka
Jadi arus didefinisikan berdasarkan gerak muatan positif, walaupun sebenarnya konduksi pada logam terjadi karena gerak elektron seperti yang akan kita lihat kemudian.
Pertambahan arus ΔI yang melalui pertambahan permukaan ΔS yang normal pada rapatan arus ialah
Dan dalam hal kerapatan arusnya tidak tegak lurus terhadap permukaan.
Arus total diperoleh dengan mengintregrasi
Kerapatan arus dapat dihubungkan dengan kecepatan kerapatan muatan ruang pada satu titik. Memindahkan muatan ΔQ=ƿΔSΔx melalui bidang acuan yang tegak lurus terhadap arah gerak dalam selang waktu Δt, dan arus resultannya ialah
Jadi kita ambil limit terhadap waktu, kita dapatkan
Dengan vx menyatakan komponen kecepatan v2. Jika dinyatakan dalam kerapatan arus, kita dapatkan
Dan umumnya
KONDUKTOR LOGAM
Dalam zat padat kristal,seperti logam atau intan, atom tersusun berdekatan satu sama lain, lebih banyak elektron yang ada, dan lebih banyak tingkat energi yang diperkenankan tersedia karena ada gaya interaksi antara atom-atom yang berdekatan. Kita dapatkan bahwa energi yang dapat dimiliki oleh elektron terkelompok dalam daerah yang lebar atau “pita”, masing-masing pita terdiri dari tingkat energi yang banyak sekali yang letaknya sangat berdekatan.
Pada temperatur nol mutlak setiap tingkat energi yang rendah dalam zat padat yang normal terisi, mulai dari yang terendah terus ketingkat yang lebih tinggi sehingga semua elektron mendapat tempat. Elektron yang mempunyai energi tinggi disebut elektron valensi dan berada pada pita valensi. Jika ada tingkat energi yang lebih tinggi diperkenankan untuk ditempatkan untuk ditempati dalam pita valensi, atau jika pita valensi bersatu dengan pita konduksi, maka pertambahan energi kinetik dapat diberikan kepada elektron valensi oleh medan luar; hal ini mengakibatkan timbulnya aliran elektron. Zat padat seperti itu disebut konduktor logam.
Dalam hal elektron valensi,atau elektron konduksi atau elektron bebas, bergerak karena pengaruh medan listrik. Dalam medan E, elektron yang bermuatan Q=-e akan mengalami gaya
Dalam ruang hampa, elektron akan dipercapatan dan kecepatannya akan terus bertambah. Kecepatan ini disebut kecepatan rimban dan berkaitan secara linear dengan mobilitas elektron dalam bahan tersebut.
Dengan mensubsitusikan persamaan diatas maka didapatkan
………..(a)Hubungan antara J dan E dalam konduktor logam juga ditentukan oleh konduktivitas sigma
……………(b)Jika sekarang kita kombinasikan (a) dan (b,) konduktivitas dapat dinyatakan dalam kerapatan muatan dan mobilitas elektron.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar