Calculadora de Velocidade de Deriva

O Que é a Velocidade de Deriva?

A velocidade de deriva é a velocidade média que os portadores de carga (como elétrons) adquirem em um material condutor devido à aplicação de um campo elétrico. Embora os elétrons se movam aleatoriamente em altas velocidades (velocidade térmica), a velocidade de deriva é a pequena componente de velocidade líquida na direção oposta ao campo elétrico (para elétrons) ou na mesma direção (para cargas positivas), resultando em uma corrente elétrica.

Por Que Ela é Importante?

Apesar de ser tipicamente muito pequena (da ordem de milímetros por segundo), a velocidade de deriva é fundamental para entender como a corrente elétrica flui nos condutores. Ela relaciona as propriedades microscópicas do material e dos portadores de carga com as grandezas macroscópicas de corrente e área.

Fórmula de Cálculo

A velocidade de deriva (v_d) é calculada pela seguinte fórmula:

v_d = I / (n * A * q)

• I: Corrente elétrica (em Ampères, A). Representa a quantidade de carga que passa por um ponto do condutor por unidade de tempo.
• n: Densidade de portadores de carga (em portadores por metro cúbico, 1/m³). Indica quantos elétrons livres (ou outros portadores) estão disponíveis por unidade de volume no material.
• A: Área da seção transversal do condutor (em metros quadrados, m²). É a área "cortada" do fio ou material condutor.
• q: Carga de um único portador (em Coulombs, C). Para elétrons, a carga elementar é aproximadamente 1.602 x 10^-19 C.

Valores Típicos

A densidade de portadores (n) varia muito para diferentes materiais. Por exemplo, para o cobre, um condutor comum, a densidade de elétrons de condução é de aproximadamente 8.5 x 10²⁸ elétrons/m³. As velocidades de deriva resultantes são frequentemente muito pequenas, geralmente na ordem de milímetros por segundo.