Velocità di deriva

In fisica, la velocità di flusso (in inglese flow velocity) indica la velocità di un elemento di flusso (una "quantità infinitesima" di flusso) di un corpo continuo, liquido o solido (nel caso di scorrimento viscoso). Viene studiata in particolare nell'ambito dei fenomeni di trasporto. Corrisponde alla velocità di deriva, la velocità media assunta da una particella a causa di un campo di forze, il quale impone alla particella una velocità istantanea che può essere molto diversa dalla velocità di deriva. Associando ad ogni punto dello spazio un vettore velocità, costituisce matematicamente un esempio di campo vettoriale.

Per esempio, in elettromagnetismo la velocità di deriva di una carica elettrica, solitamente un elettrone, in un conduttore elettrico in cui una differenza di potenziale trasporta le cariche in un moto collettivo la cui velocità è la velocità di deriva. L'intensità del vettore velocità di deriva ${\vec {u}}$ di un moto ordinato di cariche (corrente elettrica) è data in ogni punto da:

${\vec {j}}=\rho {\vec {u}}$

dove ${\vec {j}}$ è la densità di corrente, e $\rho$ la densità o densità di carica.

In elettrostatica, la legge di Ohm viene espressa più concisamente come la relazione microscopica vettoriale fra velocità di deriva dei portatori di carica e campo elettrico:

${\vec {u}}=\mu {\vec {E}}$

dove $\mu$ è la mobilità elettrica (in m²/(V⋅s)) e ${\vec {E}}$ il campo elettrico (V/m).

Infatti moltiplicando entrambi i membri per la densità di carica elettrica, si ritrova la legge di Ohm nella forma microscopica più consueta:

${\vec {j}}=\sigma {\vec {E}}$

dove $\sigma$ è la conducibilità elettrica.

Bibliografia

• (EN) David Griffiths, Introduction to Electrodynamics, 3ª ed., Upper Saddle River, NJ, Prentice-Hall, 1999, p. 289.

Voci correlate

• Corrente elettrica
• Fenomeni di trasporto

Collegamenti esterni

• (EN) Ohm's Law: Microscopic View at Hyperphysics