વિદ્યુત પ્રવાહ એ કોનામાં ઇલેક્ટ્રોનના ડ્રિફ્ટને કારણે હોય છે?

વાહકોમાં રિલેક્સેશન સમય (relaxation time)

વિધાન $(I)$: વિશિષ્ટ અવરોધ (રેઝિસ્ટિવિટી) દ્રવ્યના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે અને દ્રવ્યના તાપમાનથી સ્વતંત્ર છે.
વિધાન $(II)$: $6 \ \Omega$ અવરોધ ધરાવતા તારને ખેંચીને તેની લંબાઈ મૂળ લંબાઈ કરતા ચાર ગણી કરવામાં આવે છે. નવા તારનો અવરોધ $48 \ \Omega$ છે.
વિધાન $(III)$: ડ્રિફ્ટ વેગ એ વિદ્યુતક્ષેત્રના પ્રયોગ દ્વારા ધાતુની અંદર મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા પ્રાપ્ત થતો સરેરાશ અચળ વેગ છે,જેના પરિણામે પ્રવાહ મળે છે.
નીચેનામાંથી કયું સાચું છે?

$(a)$ આકૃતિમાં દર્શાવેલ પરિપથનો વિચાર કરો. પ્રારંભિક સ્થિતિ (જ્યારે પ્રવાહ શૂન્ય હોય,ઉષ્મીય ગતિને અવગણો) થી ડ્રિફ્ટ વેગની સ્થિતિ સુધી પહોંચવા માટે ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા કેટલી ઊર્જા શોષાય છે?
$(b)$ ઇલેક્ટ્રોન દર સેકન્ડે $R I^2$ ના દરે ઉષ્મીય ઊર્જામાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે. સમસ્યા $(a)$ માં મળેલી ઊર્જા સાથે કયો સમયગાળો સંકળાયેલ હશે? આપેલ છે: $n = 10^{29} \, m^{-3}$,પરિપથની લંબાઈ $l = 10 \, cm$,આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $A = (1 \, mm)^2$.

આપેલ વિદ્યુત પ્રવાહ માટે,તાંબાના તારમાં વહન કરતા ઇલેક્ટ્રોનનો ડ્રિફ્ટ વેગ $v_d$ છે અને તેમની મોબિલિટી $\mu$ છે. જ્યારે અચળ તાપમાને પ્રવાહ વધારવામાં આવે ત્યારે,

જો $n, e, \tau$ અને $m$ અનુક્રમે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા,વિદ્યુતભાર,રિલેક્સેશન સમય અને ઇલેક્ટ્રોનનું દળ દર્શાવતા હોય,તો $l$ લંબાઈ અને $A$ આડછેદના ક્ષેત્રફળવાળા તારનો અવરોધ કેટલો થશે?