Conceitue:
Corrente de difusão.
Corrente de difusão.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede para “conceituar corrente de difusão”. Isso cai na matéria de Física de semicondutores (ou de transporte de carga em geral), lá onde a gente estuda como elétrons e buracos se movimentam dentro de um material. Para resolver, a gente vai precisar saber o que é difusão (movimento de partículas de regiões de maior concentração para regiões de menor concentração) e como isso vira uma corrente elétrica, usando a lei de Fick e a ideia de densidade de corrente.
Passo 2
Primeiro, o que é difusão?
Quando você tem mais partículas (elétrons, por exemplo) num lado do material e menos no outro, elas “espalham” sozinhas, indo do lado onde estão mais concentradas para o lado onde estão menos concentradas, até ficar tudo mais homogêneo. Essa tendência natural de se espalhar se chama difusão.
Quando você tem mais partículas (elétrons, por exemplo) num lado do material e menos no outro, elas “espalham” sozinhas, indo do lado onde estão mais concentradas para o lado onde estão menos concentradas, até ficar tudo mais homogêneo. Essa tendência natural de se espalhar se chama difusão.
Passo 3
Agora, como isso vira corrente elétrica?
- Em física, corrente elétrica é fluxo de carga por unidade de área por tempo.
- Na difusão, o “fluxo de partículas” (quantas partículas passam por uma área por segundo) é descrito pela Lei de Fick:
onde
•é o fluxo de partículas (número/área·tempo),
•é o coeficiente de difusão (m²/s),
•é a concentração de partículas (#/volume),
•é a posição dentro do material.
- A corrente de difusãoé essa mesma ideia, mas multiplicada pela carga de cada partícula ( ), para dar corrente (Coulomb/área·tempo):
Passo 4
Resumo da teoria aplicada:
- Difusão é o movimento impulsionado por gradiente de concentração.
- A lei de Fick dá o fluxo de partículas proporcional a
. - Multiplicando esse fluxo pela carga
, obtemos a densidade de corrente de difusão.
Resposta
Corrente de difusão é a densidade de corrente elétrica gerada pelo movimento espontâneo de cargas (elétrons ou buracos) causado por um gradiente de concentração. Matematicamente: