তাড়ন বেগ (Drift Velocity)

তাড়ন বেগ (Drift velocity) :

মুক্ত ইলেকট্রনসমূহ (Free Electrons) ধাতব তারের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহের সময় যে বেগে চলে তাকে মুক্ত ইলেকট্রনের তাড়ন বেগ (Drift Velocity) বলে। অনেক সময় এই বেগকে তাড়ন দ্রুতি (drift speed)-ও বলা হয়। 

“বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় যে বেগে ইলেকট্রন নিম্ন বিভব থেকে উচ্চ বিভব প্রান্তের দিকে ধাবিত হয় তাকে ইলেকট্রনের তাড়ন বেগ (Drift Velocity) বলে।

বিদ্যুৎ প্রবাহ ও তাড়ন বেগের সম্পর্ক (Relation between current and drift velocity)

ধরা যাক AB একটি ধাতব পরিবাহী যার মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হচ্ছে। 

মনে করি, ইলেকট্রনের তাড়ন বেগ =v

একক আয়তনে মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা=n

পরিবাহীর প্রথচ্ছেদের ক্ষেত্রফল=A

প্রতিটি মুক্ত ইলেকট্রনের চার্জ =e

পরিবাহীর মধ্যে বিদ্যুৎ প্রবাহ =I 

এখন, d t সময়ে ইলেকট্রন কর্তৃক অতিক্রান্ত দূরত্ব, l=v t 

সুতরাং, d t সময়ে পরিবাহীর কোনো প্রথচ্ছেদের মধ্য দিয়ে অতিক্রান্ত মুক্ত ইলেকট্রনের (Free Electron) সংখ্যা N=n V=n A l=n A v d t

V হলো d t সময়ে পরিবাহীর অতিক্রান্ত দূরত্ব l অংশের আয়তন 

\therefore d t সময়ে প্রবাহিত চার্জের পরিমাণ d q=e N=e n A v d t

আমরা জানি, বিদ্যুৎ প্রবাহ, I=\frac{d q}{d t}=\frac{e n A v d t}{d t}=n A v e         ….      ….       …               (3.6) 

v=\frac{\mathrm{I}}{n A e}       ….                 ….                …               3.6(a) 

সমীকরণ (3.6) হলো বিদ্যুৎ প্রবাহ এবং তাড়ন বেগ (Drift Velocity) সম্পর্কীয় রাশিমালা। 

প্রবাহ ঘনত্ব ও তাড়ন বেগের সম্পর্ক (Relation between current density and drift velocity)

কোনো পরিবাহীর প্রস্থচ্ছেদের একক ক্ষেত্রফল দিয়ে প্রবাহিত বিদ্যুৎ প্রবাহকে প্রবাহ ঘনত্ব (Current Density) বলে। একে \vec{\jmath} দ্বারা প্রকাশ করা হয়। \vec{\jmath} একটি ভেক্টর রাশি। \vec{\jmath} এর দিক হবে বিদ্যুৎ প্রাবল্যের দিক বরাবর। অর্থাৎ বিদ্যুৎ ক্ষেত্রে একটি ধনাত্মক চার্জের সঞ্চালন পথই এর দিক।

ব্যাখ্যা (Explnation):

চিত্র-এ RS একটি সুষম প্রথচ্ছেদের পরিবাহী। \mathrm{A} হলো এর প্রথচ্ছেদের ক্ষেত্রফল। মনে করি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে প্রস্থচ্ছেদের অভিলম্ব বরাবর বিদ্যুৎ প্রবাহ \mathrm{I}। সুতরাং সংজ্ঞানুসারে প্রবাহ ঘনত্ব \mathrm{j}-এর মান হবে,

j=\frac{I}{A}

বা, I=jA

এস. আই. (SI) এককে \mathrm{j}-এর একক \mathrm{Am}^{-2} 

সমীকরণ 3.6(a) অনুসারে

v=\frac{I}{n e A}=\frac{jA}{n e A}==\frac{j}{n e}     ….         ….           …               (3.9) 

সমীকরণ (3.9) তাড়ন বেগ (Drift Velocity) ও প্রবাহ ঘনত্বের (Current Density)  মধ্যে সম্পর্ক নির্দেশ করে।