परिभाषा 10.1विश्वविद्यालय भौतिकी — वर्ष 2 · अध्याय 10 — आवेश, धाराएँ और चालन
मध्यदर्शी पैमाने पर पदार्थ कोई आयतन आवेश घनत्वρ(M,t) (C/m3) ढोता है: अर्थात् आवेश ρdτ, जो dτ में है। कोई पृष्ठ कोई पृष्ठ घनत्वσ (C/m2) ढो सकता है, और कोई तार कोई रैखिक घनत्व λ (C/m)। यदि जाति i के वाहक (आवेश qi, संख्या-घनत्व ni) माध्य वेग vi से चलें, तो धारा घनत्व
j=i∑niqivi(A/m2),
होता है, और किसी दिष्ट पृष्ठ S से होकर धारा अभिवाह I=∬Sj⋅ndS है: अर्थात् प्रति एकांक समय S को पार करता आवेश। किसी एक ही जाति के लिए j=ρmv, जहाँ ρm=nq गतिशील आवेश का घनत्व है।
बाएँ: धारा की कोई नलिका — स्थायी दशा में हर काट से वही धारा गुज़रती है। दाएँ: किसी धातु में कोई इलेक्ट्रॉन संघट्टों के बीच लगभग 106 m/s से टेढ़ा-मेढ़ा चलता है; और क्षेत्र उसमें E के विपरीत, मिलीमीटर के अंश प्रति सेकंड का धीमा अपवाह जोड़ देता है।
उदाहरण
उदाहरण 10.2(इलेक्ट्रॉन कितने धीरे बहते हैं)
ताँबे में प्रति परमाणु एक चालन-इलेक्ट्रॉन होता है: n=ρCuNA/M=8900×6.02×1023/0.0635=8.5×1028m−3। 1.5mm2 के तार में 10A की धारा j=6.7×106A/m2 है, और अपवाह वेगv=j/ne=6.7×106/(8.5×1028×1.6×10−19)=0.5mm/s — अर्थात् प्रति मीटर दो घंटे। लैंप तुरंत इसलिए जलता है कि जो क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को धकेलता है वह पूरे तार पर नैनोसेकंडों में खड़ा हो जाता है (वह लगभग प्रकाश की चाल से चलता है, जैसा अध्याय 8 की केबल ने दिखाया): अतः सारे इलेक्ट्रॉन एक साथ चल पड़ते हैं, जैसे भरी नली में पानी।
उदाहरण 10.3(परिमाण की कोटियाँ)
बिजली की कड़क, 1cm त्रिज्या की नाली में 30kA: j≈1×108A/m2। घर का तार: 106–107। किसी कैथोड-किरण नलिका में इलेक्ट्रॉन-पुंज, 1mm2 पर 1mA: 103। कोई तंत्रिका-रेशा, 10µm2 से होकर 1nA: 102। किसी कण-त्वरक का पुंज, 0.1mm2 के धब्बे में 1A: 107 — और वह भी निर्वात में, बिना किसी संघट्ट के।