Efecto de la naturaleza discreta del electrón en la densidad de corriente

0

La ley de Coulomb establece que la corriente que fluye a través de un cable es proporcional al voltaje aplicado. Por supuesto, hay muchos efectos físicos (lineales y no lineales) que participan en la relación de voltaje-corriente que hace que esta ley sea válida solo en los sistemas ideales. Estoy familiarizado con muchos de ellos, por ejemplo, el coeficiente de temperatura de un material. Pero nunca supe de ningún efecto que sugiera que la densidad de la corriente se vea afectada de alguna manera por el hecho de que los electrones son entidades discretas. Quiero decir, mi sentido común dice que cuanto mayor sea la densidad de corriente, mayor será la probabilidad de que los electrones interactúen entre sí, lo que podría conducir a una mayor resistencia y una saturación final. ¿Estoy teniendo algún sentido aquí? ¿Ocurre tal comportamiento?

    
pregunta PDuarte

2 respuestas

0

La corriente a través de una sección transversal es

$$ I = \ int_A \ left (\ sigma \ vec {E} + \ varepsilon \ frac {\ partial \ vec {E}} {\ partial t} \ right) \ cdot \ mathrm {d} \ vec {A} $$

El primer término en la suma es para conductores, su conductancia sigma es que alta el segundo término no importa. No se pueden "saturar" eléctricamente los conductores. Antes de que eso suceda, los saturas magnéticamente. (Pero esa es otra historia).

El segundo término en la suma es para aisladores. Su sigma es tan pequeño que sí importa. Es la corriente de desplazamiento dieléctrico. Puede ver la constante dieléctrica épsilon y el cambio del campo eléctrico a lo largo del tiempo en lugar de importar el campo eléctrico.

Si tiene límites, la función de trabajo de electrones en el conductor también es importante. Esto es por ejemplo Importante para tubos, pero también para semiconductores.

    
respondido por el Janka
0

Soy un diseñador lógico y no un diseñador de circuitos, pero cuando pienso en la naturaleza discreta de los electrones, pienso en lo contrario ... régimen de baja corriente, no de alta corriente.

Para un ejemplo extremo, considere un circuito con una corriente de 1 attoamp. Eso es alrededor de 10 electrones por segundo. ¿Cuántos electrones hay en un microsegundo? Probablemente 0. Tal vez 1. Es muy poco probable que obtenga 2. Esa es una corriente poco realista, pero este efecto también ocurre en los circuitos picoamp. Este es el famoso "ruido de disparo".

También puede tener un efecto en los circuitos de alta potencia, no lo sé. Pero definitivamente baja potencia.

    
respondido por el Matt

Lea otras preguntas en las etiquetas