hrw27

ních elektronů méně než ve
vodiči, ale pohybují se rychleji než ve vodiči.
27.4 ODPORAREZISTIVITA
Jestliže ke koncům měděné a skleněné tyče stejného tvaru
přiložíme stejné napětí, naměříme velmi odlišné proudy.
Je to způsobeno tím, že měděná a skleněná tyč mají různý
elektrický odpor. Odpor neboli rezistanci mezi libovol-
nýmidvěmabodyvodičeurčímetak,žepřiložímenapětíU
mezi tyto body a změříme proud, který vodičem prochází.
OdporR pakje
R =
U
I
(definiceR). (27.8)
Z rov.(27.8) plyne, že jednotkou odporu v soustavě SI je
volt na ampér. Tato jednotka se vyskytuje tak často, že
dostalasvůjzvláštnínázevohm(označeníOmega1). Tedy
1Omega1 = 1V·A
−1
. (27.9)
Součástka, jejíž funkcí v elektrickém obvodu je vytvářet
určitý odpor, se nazývá rezistor (obr.27.7). Ve schématu
elektrického obvodu znázorňujeme rezistor podle normy
ISO , podle americké normy . Jestliže rov.(27.8)
napíšemevetvaru
I =
U
R
,
vidíme,žeslovo„odpor“jevýstižné.Pro danénapětítotiž
platí, že čím větší je odpor, který proudu klade vodič, tím
menšíproudvodičemprochází.Jezřejmé,žeodporjevlast-
nostrezistoru.Dříve se užívaltermínodpori pro součást-
ku, tedy pro sám rezistor. Takové nedůslednosti lze běžně
tolerovat v zájmu stručnosti vyjadřování, pokud nehrozí
nedorozumění.Zdesevšakzabývámeproblematikounato-
likdetailně,žerozlišenímeziveličinou(odpor,rezistance)
a objektem (rezistor) je funkční, a budeme ho proto dodr-
žovat.
Obr.27.7 Rezistory. Barevné proužky na rezistorech označují
hodnotu jejich odporu.
Převrácenou hodnotou odporu je vodivost (konduk-
tance)G = 1/R;jejíjednotkouvSIjesiemens,S= Omega1
−1
.
Odpor vodiče může být ovlivněn způsobem, jakým je
kněmunapětípřiloženo.Naobr.27.8vidíme,jaktotéžna-
pětí může být přiloženo k vodiči dvěma různými způsoby.
Jak napovídá hustota proudových čar, bude proud a tedy
inaměřenýodporvoboupřípadechjiný.Pokudneřekneme
výslovnějinak,budemepředpokládat,ženapětíjekvodiči
přiloženopodleobr.27.8b.
(a)
(b)
Obr.27.8 Dva způsoby jak přiložit napětí k vodivé tyči. Před-
pokládáme, že tmavě šedé přívody mají zanedbatelný odpor.
Jestliže jsou připojeny podle (a), je naměřený odpor větší než
při připojení podle (b).
Nezabývejmesenyníurčitýmrezistorem,alemateriá-
lem, z něhož je rezistor vyroben. Namísto napětí přilože-
ného k rezistoru použijeme intenzitu elektrického pole E
700 KAPITOLA 27 PROUD AODPOR
v určitém bodě materiálu rezistoru. Namísto celkového
prouduI procházejícíhorezistorembudemepracovatshus-
totu proudu J ve sledovaném bodě. Namísto odporu R ce-
léhovodičepoužijemeveličinunazvanourezistivita(dříve
měrný odpor) materiálu, označovanou rho1 a definovanou
vztahem
rho1 =
E
J
(definice rezistivity). (27.10)
(Srovnejte tentovztahsdefinicí(27.8).)
Dosadíme-lidodefiničníhovztahu(27.10)jednotkyE
a J v soustavě SI, odvodíme, že jednotkou rezistivity rho1 je
Omega1·m:
jednotkaE
jednotkaJ
=
V·m
−1
A·m
−2
=
V
A
·m = Omega1·m.
(Nezaměňujte jednotku rezistivity ohm·metr a měřicí
přístroj ohmmetr, který se používá k měření odporu.)
V tab.27.1jsouuvedenyrezistivityněkterýchmateriálů.
Tabulka 27.1 Rezistivity rho1 ateplotnísoučinitelé
rezistivity α některýchmateriálůpři
pokojovéteplotě(20
◦
C)
MATERIÁL
rho1
Omega1·m
α
K
−1
typickékovy
stříbro 1,62·10
−8
4,1·10
−3
mědquoteright 1,69·10
−8
4,3·10
−3
hliník 2,75·10
−8
4,4·10
−3
wolfram 5,25·10
−8
4,5·10
−3
železo 9,68·10
−8
6,5·10
−3
platina 10,6·10
−8
3,9·10
−3
manganin
a
48,2·10
−8
0,002·10
−3
typicképolovodiče
křemíkčistý 2,5·10
3
−70·10
−3
křemíktypu
b
n 8,7·10
−4
křemíktypu
c
p 2,8·10
−3
typickéizolanty
sklo 10
10
–10
14
tavený křemen
.
= 10
16
a
Speciálníslitinasmalouhodnotouα.
b
Čistý křemík dopovaný fosforem tak, že počet nosičů náboje
v jednotkovémobjemuje10
23
m
−3
.
c
Čistý křemík dopovaný hliníkem tak, že počet nosičů náboje
v jednotkovémobjemuje10
23
m
−3
.
Rov.(27.10) můžemepřepsatdo vektorovéhotvaru
E = rho1J. (27.11)
Vztahy(27.10)a(27.11)platíjenpro elektrickyizotropní
materiály, tedy materiály, jejichž elektrické vlastnosti jsou
stejnévevšechsměrech.
Často používáme také veličinu nazývanoukondukti-
vitamateriálu,označovanouσ.Jedefinovánajakopřevrá-
cenáhodnotarezistivity
σ =
1
rho1
(definice konduktivity). (27.12)
JednotkoukonduktivityvSIje (Omega1·m)
−1
.Definicekonduk-
tivityσ námumožňujenapsatrov.(27.11)vekvivalentním
tvaru
J = σE. (27.13)
Výpočetodporupomocírezistivity
Nejprvemusímeupozornit navýznamnýrozdíl:
Odpor (neboli rezistance) je vlastnost objektu (vodiče,
rezistoru).Rezistivitajevlastnostmateriálu.
Známe-li rezistivitu látky, jako je napříkladmědquoteright, mů-
žemevypočítatodporvodičeztétolátkyvyrobeného.Nechtquoteright
S je průřez vodiče, L jeho délka a nechtquoteright mezi jeho konci
je napětí U (obr.27.9). Jestliže proudové čáry znázorňu-
jící hustotu proudu jsou stejnoměrně rozloženy v celém
L
S
U
II
Obr.27.9 Napětí U přiložené mezi konce vodiče o délce L
aprůřezuS způsobí, že vodičem procházíproudI.
průřezu vodiče, budou elektrické pole a hustota proudu ve
všechbodechuvnitřvodičekonstantníapodlerov.(25.42)
a(27.5)platí
E =
U
L
a J =
I
S
. (27.14)
Zrov.(27.14)dosadímedo rov.(27.10):
rho1 =
E
J
=
U/L
I/S
. (27.15)
Avšak U/I jeodpor R,takžezrov.(27.15)plyne
R = rho1
L
S
. (27.16)
27.4 ODPOR A REZISTIVITA 701
Vztah(27.16)jepoužitelnýpouzevpřípaděhomogenního
izotropníhovodičekonstantníhoprůřezu,kněmužjepřilo-
ženonapětívsouladusobr.27.8b.
Makroskopické veličiny U, I a R jsou veličiny, které
odečítáme přímo na měřicích přístrojích, když měříme na
určitémvodičivelektrickémobvodu.Mikroskopickéveli-
činy E, J a rho1 používáme, když se zabýváme elektrickými
vlastnostmimateriálu.
K
ONTROLA 3: Na obrázku jsou nakresleny tři válcové
měděné vodiče a je vyznačen jejich průřez a délka.
Uspořádejte vodiče sestupně podle proudu, který jimi
bude protékat, jestliže k jejich koncům přiložíme na-
pětíU.
(a) (b) (c)
S
S
2
S
2
L
1,5L L/2
Závislostnateplotě
Hodnoty většiny fyzikálních veličin se mění s teplotou
a ani rezistivita není výjimkou. Na obr.27.10 je jako pří-
kladznázorněnarezistivitamědi v širokémrozsahu teplot.
T (K)
rho1
(10
−
8
Omega1
·
m)
pokojová
teplota
0 200 400 600 800 1000 1200
0
2
4
6
8
10
(T
0
, rho1
0
)
Obr.27.10 Rezistivita mědi v závislosti na teplotě. Tečka na
křivce vyznačuje obvyklý referenční bod( T
0
= 20
◦
C, rho1
0
=
= 1,69·10
−8
Omega1·m).
Vztah mezi teplotou a rezistivitou mědi je téměř lineární
v širokém teplotním rozsahu a toto tvrzení platí i pro jiné
kovy. Znázorněnou závislost můžeme aproximovat lineár-
nímvztahem
rho1−rho1
0
= rho1
0
α(T −T
0
), (27.17)
který je dostatečně přesný pro většinu inženýrských vý-
počtů. Zde T
0
je určitá zvolená referenční teplota a rho1
0
je
rezistivita při této teplotě. Obvykle volíme T
0
= 20
◦
C,
což je tzv. pokojová teplota; při ní je rezistivita mědi
rho1
0
= 1,69·10
−8
Omega1·m.
V rov.(27.17) vystupuje jen rozdíl teplot a nezáleží
tedy na tom, zda použijemeCelsiovu nebo Kelvinovu tep-
lotní stupnici,protože velikostteplotního stupněje v obou
stupnicích stejná. Veličina α v rov.(27.17) se nazývátep-
lotnísoučinitelrezistivityajejíhodnotaseurčítak,abyse
rezistivitavypočtenázrov.(27.17)conejvíceblížilarezisti-
vitě určené experimentálně ve zvoleném rozsahu teplot.
Hodnoty α proněkterékovyjsouuvedenyv tab.27.1.
VzducholodquoterightHindenburg
Když se zepelín* Hindenburg připravoval k přistání, ma-
névrovacílanabylaspuštěnadolůkpozemníobsluze.Pro-
tožepršelo,lanabylamokráamohlatedyvéstproud.Lana
tak uzemnila kovovou konstrukci vzducholodi, k níž byla
upevněna. Mokrá lana tím vytvořila vodivou dráhu mezi
konstrukcí vzducholodi a zemí, takže elektrostatický po-
tenciál kovové konstrukce byl stejný jako potenciál země.
Nebylvšakuzemněnvnějšípláštquoterightvzducholodi.PřitomHin-
denburg byl první zepelín, jehož vnější pláštquoteright byl natřen
těsnicím materiálem o vysoké rezistivitě. Tak se stalo, že
pláštquoteright měl stále elektrický potenciál atmosféry ve výšce asi
43m. Protože byla právě bouřka, byl tento potenciál po-
měrněvysokývzhledemk potenciáluzemě.
Při manévrování s lany se pravděpodobně roztrhla
jedna z nádrží vodíku, ten unikl do prostoru mezi nádrž
a vnějšípláštquoteright a způsobilpozorovanévlnění pláště.To byla
nebezpečná situace. Pláštquoteright byl vlhký, pokrytý vodivou deš-
tquoterightovouvodouajehopotenciálbylvýrazněodlišnýodpoten-
ciálukostryvzducholodi.Podélvlhkéhopláštězřejměpro-
tekl elektrický náboj a potom přeskočila jiskra ke kovové
konstrukcivzducholodipřesprostorvyplněnýuniklýmvo-
díkem a vodík zapálila. Oheň se během okamžiku rozšířil
kostatnímnádržímsvodíkemavzducholodquoterightpadalakzemi.
Kdyby měl těsnicí materiál vnějšího pláště Hindenburgu
menší rezistivitu, jak tomu bylo u zepelínů předním a po
něm, žádná katastrofa by Hindenburg pravděpodobně ne-
potkala.
* Hrabě Ferdinand von Zeppelin (1838–1917) byl německý inženýr
aprůkopníkletectví.Zkonstruovalúspěšnévzducholodidoutníkového
tvaru, vyztužené hliníkovou konstrukcí, plněné plynem a poháněné
benzinovými motory. Společnost Luftschiffsbau Zeppelin, kterou za-
ložil,vyrobilapřessto vzducholodínazývanýchzepelíny.
702 KAPITOLA 27 PROUD AODPOR
PŘÍKLAD27.5
(a) Jaká je intenzita elektrického pole v měděném vodiči
vpříkladu 27.3?
ŘEŠENÍ: V př.27.3a jsme vypočítali, že hustota proudu J
je 6,7·10
3
A·m
−2
. V tab.27.1 najdeme rezistivitu mědi
1,69·10
−8
Omega1·m.Pomocí rov.(27.11) vypočteme
E = rho1J = (1,69·10
−8
Omega1·m)(6,7·10
3
A·m
−2
) =
= 1,1·10
−4
V·m
−1
(mědquoteright). (Odpovědquoteright)
(b) Jaká je intenzita elektrického pole v křemíku typu n
z př.27.4?
ŘEŠENÍ: V př.27.4 jsme vypočítali, že J = 6500A·m
−2
.
Vtab.27.1 najdemerho1 = 8,7·10
−4
Omega1·m.Pomocírov.(27.11)
vypočteme
E = rho1J = (8,7·10
−4
Omega1·m)(6500A·m
−2
) =
= 5,7V·m
−1
(křemíktypun). (Odpovědquoteright)
Všimněte si, že intenzita elektrického pole v polovodiči
je mnohem větší než intenzita elektrického pole v mědě-
ném vodiči. Jestliže si sami příklad přepočítáte, zjistíte, že
tento rozdíl je způsoben velmi odlišnou rezistivitou obou
materiálů. Příčina, proč je v polovodiči mnohem větší inten-
zita elektrického pole, je obdobná příčině toho, že driftová
rychlost elektronů v polovodiči je mnohem větší než drif-
tová rychlost elektronů v kovu (viz př.27.4). Jsou-li hustoty
prouduvobouvzorcíchsrovnatelné,musíbýtintenzitaelek-
trickéhopolevpolovodičimnohemvětší,abyelektronybyly
elektrickým polem více urychleny a získaly vyšší driftovou
rychlost.
PŘÍKLAD27.6
Kus železa má tvar kvádru o rozměrech 1,2cm×1,2cm×
×15cm.
(a) Jaký je odpor tohoto kvádru měřený mezi protilehlými
čtvercovými stěnami?
ŘEŠENÍ: Podle tab.27.1 je rezistivita železa při pokojové
teplotě 9,68 ·10
−8
Omega1·m. Čtvercové plochy na koncích kvá-
dru mají obsah (1,2·10
−2
m)
2
= 1,44·10
−4
m
2
. Pro odpor
dostáváme z rov.(27.16)
R = rho1
L
S
=
(9,68·10
−8
Omega1·m)(0,15m)
(1,44·10
−4
m
2
)
=
= 1,0·10
−4
Omega1 = 100D1Omega1. (Odpovědquoteright)
(b)Jakýjeodporželeznéhokvádruměřenýmezidvěmapro-
tilehlými obdélníkovými stěnami?
ŘEŠENÍ: Obsah obdélníka je (1,2·10
−2
m)(0,15m) =
= 1,80·10
−3
m
2
.Z rov.(27.16) plyne
R = rho1
L
S
=
(9,68·10
−8
Omega1·m)(1,2·10
−2
m)
(1,80·10
−3
m
2
)
=
= 6,5·10
−7
Omega1 = 0,65D1Omega1. (Odpovědquoteright)
Tentoodporjemnohemmenšínežvpředcházejícímpřípadě,
protože vzdálenost L je menší a plocha S je větší. V obou
částech příkladu předpokládáme, že hustota proudu v železe
je homogenní (jako na obr.27.8b). V opačném případě by
rov.(27.16) nebyla platná.
27.5 OHMŮVZÁKON
Jak jsme již uvedli v čl.27.4, rezistor je vodič o určitém
odporu nezávislém na tom, jaká je velikost nebo polarita
přiloženéhonapětí.Některévodivésoučástkyvšakmohou
mítodpor,kterýnapřiloženémnapětízávisí.
Obr.27.11a naznačuje, jak takovou součástku pozná-
me.PřiložímeknínapětíU,měnímejehovelikostapolaritu
a měříme proud I procházející součástkou. Dohodneme
se, že polaritu napětí označíme jako kladnou, jestliže levá
svorka na obr.27.11 bude mít vyšší potenciál než pravá
svorka. Směr proudu zleva doprava budeme považovat za
kladný a označíme znaménkem plus (+). Opačnou pola-
ritu napětí U (kdy pravá svorka má vyšší potenciál) pak
označíme jako zápornou a odpovídající proud označíme
znaménkemminus(−).
Na obr.27.11b je nakreslen graf závislosti proudu I
na napětí U pro jistou součástku.Grafem této závislostije
přímka procházející počátkem, takže poměr I/U (což je
směrnice této přímky) je stejný pro všechny hodnoty na-
pětíU.Toznamená,žeodporR = U/I součástkynezávisí
navelikostiapolaritěpřiloženéhonapětíU.
Na obr.27.11c je nakreslen graf pro jinou součástku.
Proudtoutosoučástkouprocházípouzetehdy,kdyžpolarita
přiloženéhonapětíjekladnáanapětíjevětšínežasi1,5V.
ZávislostmeziproudemI anapětímU utétosoučástkyje
výrazněnelineární.
Obauvedenétypysoučástekodlišímetak,žeřekneme,
že některé se řídí Ohmovým zákonem a jiné součástky
nikoli.
Pro součástku řídící se Ohmovým zákonem je proud jí
protékajícípřímoúměrný přiloženémunapětí.
(Ohmův„zákon“,jakjsmeviděli,jesplněnjenvurči-
tých situacích,z historických důvodů se však přesto ozna-
čuje jako zákon.) Součástka charakterizovaná grafem na
27.6 MIKROSKOPICKÝ POHLED NA OHMŮV ZÁKON 703
obr.27.11b splňuje Ohmův zákon (je to rezistor o odporu
1000Omega1). Součástka z obr.27.11c je polovodičová dioda
s přechodem p-n; ta se Ohmovým zákonem neřídí. V mo-
dernímikroelektronicesetéměřvšudepoužívajísoučástky,
prokteréOhmův zákonneplatí.Každákalkulačkajetako-
výchsoučástekplná.
Častosemíní,ževztahemU = RI jevyjádřenOhmův
zákon.Tovšaknenípřesné.Tatorovnicejedefiničnírovnicí
pro odpor a dá se použít pro všechny vodiče, atquoteright už pro
ně Ohmův zákon platí nebo ne. Jestliže měříme napětí U
na nějaké součástce a proud I, který součástkou prochází
(můžeto být i dioda),vždy můžeme spočítatjejí odpor při
danémnapětíU podlevztahuR = U/I;tenobecněnemusí
být konstantní. Podstatou Ohmova zákona je tvrzení, že
odpor R konstantní je, tedy že graf závislosti proudu na
napětíjelineárníneboližeodporR nezávisí*nanapětíU.
Ohmův zákon tvrdí, že odpor R je vlastností součástky
anezávisínavelikostianipolaritěpřiloženéhonapětí.
Ohmův zákon můžeme vyjádřit obecněji, když se za-
měříme na vodivé materiály, nikoli pouze na vodiče nebo
součástky. Analogií vztahu U = RI je materiálový vztah
(27.11),tj. E = rho1J.
VodivýmateriálsplňujeOhmův zákon,jestližejehore-
zistivita nezávisí na velikosti a směru intenzity přilože-
néhoelektrickéhopole.
Všechny homogenní materiály, atquoteright už to jsou vodiče,
jakomědquoteright,nebopolovodiče,jakojekřemík(dopovanýnebo
čistý), splňují velmi dobře Ohmův zákon, není-li intenzita
elektrickéhopolepřílišsilná.OdchylkyodOhmovazákona
se projeví až ve velmi silných polích. Ovšem různé sou-
* Obecně zavádíme diferenciálníodpor R
d
=dU/dI. Pro součástku
neřídícíseOhmovýmzákonemnenítotožnýsodporemR=U/I.Pro
součástkuřídícíse OhmovýmzákonemplatíR
d
=R vždy.
částky z těchto materiálů sestavené v různém uspořádání
(např.přechodp-n) sejižOhmovým zákonemneřídí.
K
ONTROLA 4: V tabulce jsou uvedeny hodnoty prou-
duI (vampérech)procházejícíhodvěmarůznýmisou-
částkami pro několik hodnot napětí U (ve voltech).
Pomocí těchto údajů určete, pro kterou součástku ne-
platíOhmůvzákon.
SOUČÁSTKA 1 SOUČÁSTKA 2
U
V
I
A
U
V
I
A
2,00 4,50 2,00 1,50
3,00 6,75 3,00 2,20
4,00 9,00 4,00 2,80
27.6 MIKROSKOPICKÝPOHLED
NAOHMŮVZÁKON
Abychomzjistili,pročprourčitémateriályplatíOhmůvzá-
kon,musímesepodívatpodrobněnaprocesvedeníproudu
na atomární úrovni. Zde se budeme zabývat pouze vodi-
vostí kovů, jako je např. mědquoteright. Náš rozbor bude založen na
modelu volných elektronů. Podle tohoto modelu se vodi-
vostní elektrony mohou volně pohybovat v celém objemu
kovu podobně jako molekuly plynu v uzavřené nádobě.
Provysvětlenívodivostibudoupodstatnésrážkyelektronů
s atomy kovu, zatímco vzájemné srážky mezi elektrony
nemění celkovou energii ani hybnost elektronového plynu
anejsoutedypro vodivostpodstatné.
Podle klasické fyziky by rychlosti elektronů měly
odpovídat Maxwellovu rozdělení rychlostí podobně jako
rychlosti molekul v plynu. Při takovém rozdělení (viz
čl.20.7) by střední rychlost elektronů byla úměrná od-
mocnině z absolutní teploty. Pohyb elektronů se však ne-
řídí zákony fyziky klasické, ale kvantové. Ukazuje se, že
(a)
II
+−
?
U
(b)
U (V)
I
(mA)
−4−4
−2
−2
−2
−2
0
0
0
0
+2
+2
+2
+2+4
+4
+4
(c)
U (V)
I
(mA)
Obr.27.11 (a) Součástka, k jejímž svorkám je přiloženo napětí U, které vyvolá průchodproudu I. (b) Graf závislosti proudu I na
napětí U,je-li součástkou rezistor oodporu 1000Omega1.(c)Stejný graf,je-li součástkou polovodičová dioda s přechodem p-n.
704 KAPITOLA 27 PROUD AODPOR
kvantové realitě odpovídá mnohem více předpoklad, že
se všechny elektrony pohybují stejnou rychlostí v
F
(Fer-
miho rychlost) téměř nezávislou na teplotě. Pro mědquoteright je
v
F
= 1,6·10
6
m·s
−1
.
Jestližepřiložímeelektricképolekekovovémuvodiči,
poněkudse změní chaotický pohyb elektronů a elektrony
se začnou velmi pomalu pohybovat driftovourychlostí v
d
vesměruopačném,nežjesměrintenzityelektrickéhopole.
Jak jsme viděli v př.27.3b, driftová rychlost v typickém
kovovém vodiči je asi 4·10
−7
m·s
−1
, tedy o mnoho řádů
menší než Fermiho rychlost (1,6·10
6
m·s
−1
). Obr.27.12
naznačuje souvislost mezi oběma rychlostmi. Šedé čáry
znázorňují možné náhodné dráhy elektronu bez vnějšího
elektrickéhopole.Elektronsešestkrátsrazí,nežsedostane
z bodu A do bodu B. Zelené čáry znázorňují, jak by se
mohl elektron pohybovat v elektrickém poli o intenzitě E.
Vidíme, že elektron je vytrvale unášen doprava a dostane
se nakonec do bodu B
prime
, a ne do bodu B. Obr.27.12 byl
nakreslen za předpokladu, že v
d
.
= 0,02v
F
. Ve skutečnosti
je v
d
.
= 10
−13
v
F
a drift znázorněný na obrázku je tedy
mnohonásobnězvětšen.
A
B
B
prime
E
Obr.27.12 Šedé čáry znázorňují chaotický pohyb elektronu
z bodu A do bodu B bez přiloženého elektrického pole. Zelené
čáryukazují, jakbymohla trajektorie elektronuvypadat velek-
trickémpoliointenzitěE.Voboupřípadechseelektronšestkrát
srazí. Všimněte si stálého unášení elektronu ve směru −E.(Ve
skutečnosti by zelené čáry měly být lehce zakřiveny, aby mezi
srážkamiodpovídalyparabolickýmdráhámelektronuvelektric-
kém poli.)
PohybelektronuvelektrickémpoliointenzitěEjetedy
kombinací chaotického pohybu způsobeného náhodnými
srážkamiaunášivéhopohybuvyvolanéhoelektrickýmpo-
lem. Když uvážíme všechny volné elektrony, vidíme, že
se (v každém okamžiku) neuspořádaně pohybují ve všech
možných směrech, takže se jejich chaotické pohyby na-
vzájemvykompenzují(přesněji:vektorovýsoučetrychlostí
chaotickéhopohybuvšechelektronůjevkaždémokamžiku
roven nule) a nepřispívají k unášivému pohybu driftovou
rychlostí. Driftová rychlost je tedy dána jen působením
elektrickéhopolenaelektrony(mezisrážkami).
Nachází-liseelektronohmotnostimvelektrickémpo-
li,jehožintenzitamávelikostE,pohybujesepodledruhého
Newtonovazákonasezrychlenímo velikosti
a =
F
m
=
eE
m
. (27.18)
Elektronysesrážejítak,žepotypickésrážceelektronúplně
„zapomene“ — můžeme-li to tak říci — na svůj předchá-
zející pohyb. Každý elektron se tedy po každé nahodilé
srážce začíná znovu pohybovat úplně náhodným směrem.
Je-listřednídobamezisrážkamiτ,elektronyzískajístřední
driftovou rychlost v
d
= aτ. A nejen to — kdybychom
stanovili driftové rychlosti všech elektronů v libovolném
časovém okamžiku, zjistili bychom, že