Задание № 21 · ОГЭ

Средняя скорость направленного движения электронов

Скорость дрейфа свободных электронов в проводнике и её связь с током

2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Средняя скорость направленного движения электронов — это скорость их медленного упорядоченного смещения в проводнике под действием электрического поля. Она называется скоростью дрейфа и обычно намного меньше скорости беспорядочного теплового движения электронов.

Средняя скорость направленного движения электронов $v_{\text{др}}$ — векторная физическая величина, характеризующая среднее перемещение свободных электронов вдоль проводника за единицу времени под действием электрического поля. В металлах электроны дрейфуют к положительному полюсу, то есть противоположно направлению электрического тока.

В отсутствие электрического поля свободные электроны металла движутся хаотически: их скорости направлены в разные стороны, поэтому направленного переноса заряда нет. При подключении источника поля движение остаётся хаотическим, но к нему добавляется небольшая составляющая — дрейф. Именно она создаёт электрический ток.

$v_{\text{др}}$

средняя скорость направленного движения электронов

м/с

$I$

сила тока

$n$

концентрация свободных электронов

м$^{-3}$

$e$

модуль заряда электрона

Кл

$S$

площадь поперечного сечения проводника

м$^2$

Связь скорости дрейфа с током

За время $\Delta t$ электроны со средней скоростью $v_{\text{др}}$ проходят расстояние $v_{\text{др}}\Delta t$. Через поперечное сечение проводника перемещается заряд, зависящий от концентрации электронов, их заряда и объёма слоя. Поэтому сила тока связана со скоростью дрейфа формулой:

\[I = neSv_{\text{др}}\]

Отсюда скорость направленного движения электронов равна:

\[v_{\text{др}} = \frac{I}{neS}\]

Формула показывает: при увеличении силы тока скорость дрейфа возрастает, а при увеличении площади сечения или концентрации носителей заряда — уменьшается при том же токе.

№

Пример

Пусть сила тока в медном проводнике увеличилась в 2 раза, а площадь сечения и концентрация электронов не изменились. Тогда по формуле $v_{\text{др}}=\frac{I}{neS}$ средняя скорость дрейфа также увеличилась в 2 раза.

Не путайте

Скорость дрейфа не равна скорости распространения электрического поля и не совпадает с хаотической тепловой скоростью электронов. Электроны начинают дрейфовать медленно, но электрическое поле в цепи устанавливается очень быстро.

Проверьте себя

Как изменится скорость дрейфа электронов, если силу тока увеличить в 3 раза, не изменяя проводник?

Главное за минуту

Главное

Средняя скорость направленного движения электронов — это скорость их дрейфа под действием электрического поля.
Для металлического проводника $I=neSv_{\text{др}}$, поэтому $v_{\text{др}}=\frac{I}{neS}$.
Скорость дрейфа мала и не равна ни хаотической тепловой скорости электронов, ни скорости распространения электрического поля.