Hoppa till innehållet

Elektrisk strömtäthet

Från GuldWiki
Version från den 24 februari 2013 kl. 14.46 av Dan Olsson (diskussion | bidrag) (1 version)
(skillnad) ← Äldre version | Nuvarande version (skillnad) | Nyare version → (skillnad)

Elektrisk strömtäthet är ett begrepp inom elektromagnetism och är ett mått på hur tät en elektrisk ström är. Detta mäts som den elektriska ström som flödar vinkelrätt genom en area per areaenhet. Strömtätheten betecknas ofta <math>\mathbf{J}</math>, som är en vektor vars storlek är strömstyrkan per enhetsarea (A/m^2) och vars riktning är densamma som strömmens.

Ström är hastigheten på laddningsförändringen med avseende på tiden, det vill säga:

<math>I=\frac{dq}{dt}</math> (C/s eller A)

där I i sig självt kan vara tidsberoende. Enheten för ström är Coulomb per sekund (C/s), som är samma som Ampere (A). En ström måste flöda genom en begränsad area (till exempel en ledningstråd med begränsad area) dvs det är ingen punktfunktion.

Om man har ström i en tunn yta eller en tunn tråd så kan man analogt prata om ytströmtäthet och linjeströmtäthet med enheterna A/m respektive A.

Elektriska strömtätheten inom halvledarkomponenter

Elektriska strömtätheten betecknas inom halvledarkomponenter som

<math>j(x)=\left\{\begin{matrix} \underbrace{q \mu_n n(x) E}_{drift} + \underbrace{q D_n \frac{dn(x)}{dx}}_{diffusion} & \mbox{ för elektroner} \\ \\ \underbrace{q \mu_p p(x) E}_{drift} - \underbrace{q D_p \frac{dp(x)}{dx}}_{diffusion} & \mbox{ för hål} \end{matrix}\right.</math>

där q är elementarladdningen, <math>\mu_p</math> är hålmobilitet, <math>\mu_n</math> är elektronmobilitet, E är elektriskt fält, <math>D_p</math> är duffusionskoefficient för hål, <math>D_n</math> är duffusionskoefficient för elektroner, p(x) är hålkoncentrationen, n(x) är fria elektronkoncentrationen.

Den totala elektriska strömtätheten j(x) har enheten <math>\frac{A}{cm^2}</math>.

Källor

  • Cheng David K, Field and Wave Electromagnetics, Second Edition, Fourth Printing, 1991, USA & Canada

ar:كثافة التيار be:Шчыльнасць току be-x-old:Шчыльнасьць току bg:Плътност на тока ca:Densitat de corrent cs:Hustota elektrického proudu de:Stromdichte et:Voolutihedus en:Current density es:Densidad de corriente eo:Kurenta denseco fa:چگالی جریان الکتریکی fr:Densité de courant ko:전류 밀도 it:Densità di corrente elettrica he:צפיפות זרם ka:დენის სიმკვრივე lt:Srovės tankis hu:Áramsűrűség mr:धारा घनता nl:Elektrische stroomdichtheid ja:電流密度 pl:Gęstość prądu elektrycznego pt:Densidade de corrente elétrica ro:Densitate de curent ru:Плотность тока sk:Plošná hustota elektrického prúdu sl:Gostota električnega toka sr:Gustina struje fi:Sähkövirran tiheys tr:Akım yoğunluğu uk:Густина струму zh:电流密度