निम्नलिखित में से कौन सा कथन सत्य है?

सही उत्तर विकल्प 2 है) यानी अपवाह वेग चालक की लंबाई के व्युत्क्रमानुपाती है

अवधारणा:

• अपवाह वेग: विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्राप्त औसत वेग को अपवाह वेग कहा जाता है।
• • ​मुक्त इलेक्ट्रॉन चालक में हमेशा एक नियत यादृच्छिक गति में होते हैं।
  • जब चालक एक बैटरी से जुड़ा होता है, तो एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है।
  • जब इन मुक्त इलेक्ट्रॉनों को विद्युत क्षेत्र के अधीन किया जाता है, तो वे यादृच्छिक गति को बनाए रखते हुए, लागू विद्युत क्षेत्र की दिशा में धीरे-धीरे अपवाह करते हैं।
  • इस बिंदु पर, इलेक्ट्रॉनों के कुल वेग को इसका अपवाह  वेग कहा जाता है।

• एक चालक में इलेक्ट्रॉन का अपवाह वेग (vd) इस प्रकार है-

\(v_d =\frac{I}{nAq}\)

जहां I चालक के माध्यम से प्रवाहित धारा है, A चालक का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल है, q इलेक्ट्रॉन पर आवेश है और n इलेक्ट्रॉनों की संख्या है।

व्याख्या:

• एक चालन तार के प्रतिरोध को निम्न समीकरण द्वारा दिया जाता है: \(R = \rho\frac{l}{A}\)

जहां R प्रतिरोध है, l तार की लंबाई है और A सामग्री का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल है।

इसलिए, अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल \(A = \rho\frac{l}{R}\)     ---- (1)

हम जानते हैं कि अपवाह वेग \(v_d =\frac{I}{nAq}\) ---- (2)

(1) में से (2)​ को घटाने पर \(v_d =\frac{IR}{n\rho lq} \Rightarrow v_d \propto \frac{1}{l}\)

• तो, अपवाह वेग चालक की लंबाई के व्युत्क्रमानुपाती है।