電気のドリフト速度とは
電気とは、電子（または他の電荷担体）が電位差または電場の存在下で導体を通じて移動することを一般的に指します。この流れの速度には複数の意味があります。電気の流れる速さについて考える場合、基本的に2つの速度を区別する必要があります。
波の伝播速度とドリフト速度
日常的な電気および電子デバイスでは、信号は通常、電磁波として空洞の光速の50%～99%の速度で伝播しますが、電子自体ははるかに遅い速度で移動します。
ドリフト速度とは
電気におけるドリフト速度とは、電場の影響下で導体を通じて移動する電荷担体（通常は電子）の平均速度を指します。導体に電圧が印加されると、電場が形成され、電子が特定の方向に移動するようになります。しかし、電子は直線上に移動するのではなく、導体の原子との衝突によってランダムな動きをします。これにより、電子の全体的な動きが遅くなります。このランダムな動きにより、電子は平均速度、すなわちドリフト速度を持つことになります。
ドリフト速度の計算
導体を流れる電子のドリフト速度は次の式で計算できます：
vd = (I / nAq) ここで、
- vd は電子のドリフト速度（メートル毎秒）
- I は導体を流れる電流（アンペア）
- n は導体単位体積当たりの電荷担体の数（m-3）
- A は導体の断面積（m2）
- q は単一電子の電荷（約 1.602 x 10-19 クーロン）
例えば、DC電圧が印加されると、電子のドリフト速度は電場の強さに比例して速くなります。1アンペアの電流が流れる2mm径の銅線におけるドリフト速度は、約8cm/時です。交流電圧の場合、電子は電場の変化に応じて前後に振動するため、正味の移動はありません（数マイクロメートルの距離を振動します）。
ドリフト速度と電子移動度
ドリフト速度と電子移動度は、電気および導体の研究における関連する概念ですが、電場の影響を受けて物質を通じて移動する電荷担体、例えば電子の振る舞いの異なる側面を指します。ドリフト速度は、電荷担体の密度、導体の断面積、および電場の強さなどの要因によって影響を受ける電荷担体の平均速度を指します。一方、電子移動度は、電場の影響下での電子の移動をどれだけ簡単に行えるかを測定するもので、電子のドリフト速度を電場強度に対する比率として定義されます。
