¿Puede explicar en términos simples cómo se conduce la electricidad a un nivel subatómico? ¿Salta un electrón de un átomo a otro en un cable?

Cuando se aplica una diferencia de potencial eléctrico que también se llama diferencia de voltaje a dos extremos de un material conductor como el metal, los electrones que tienen carga negativa comienzan a ser atraídos hacia el extremo positivo de la diferencia de voltaje. Dejan su átomo original y se mueven al siguiente. Muchos de ellos chocan aumentando la tasa de deriva. Pero la velocidad de deriva es bastante limitada, puede ser de pocos metros por segundo.

Este movimiento de carga hace que fluya una energía dentro del conductor que se llama corriente eléctrica. Esta energía o corriente se mueve casi a la velocidad de la luz.

La analogía de la diferencia de voltaje es la diferencia de potencial gravitacional. P.ej. Mantenga un tanque de agua en la mesa alta en comparación con el segundo en el suelo. Conecte la salida del grifo de la superior a la inferior con una manguera. La tubería es conductora. Las moléculas de agua son cargas que se mueven de mayor potencial a menor.

El átomo: imagine que los electrones son como pelotas de golf alrededor de una canasta. O más bien pequeñas bolas de ping-pong alrededor de una bola de boliche pesada. Son tantos electrones que forman una nube, una nube muy gruesa y muy compacta.

El cable: cuando se juntan muchos átomos, luego las nubes de electrones comienzan a mezclarse, no se sabe exactamente con qué núcleo se empareja un electrón dado. Obtienes una manta gruesa y compacta de pelotas de golf. Gran énfasis en compacto .

Imagina la montaña – dinámica de la nieve cuando tenemos una avalancha. Tenemos rocas firmes y nieve suelta.

Más arriba en la nube tenemos menos electrones y la manta es menos compacta. Más lejos del núcleo es un electrón, es más fácil que rebote entre los núcleos. Esto es válido para el par de electrones que están por encima de la manta compacta y que pueden moverse con relativa facilidad. El flujo de corriente es el movimiento de avalancha de electrones por encima de la mantilla, a medida que se deslizan sobre la mantilla compacta.

Los conductores tienen muchos electrones en las capas superiores, por encima de la manta. Los aisladores tienen pocos electrones en las capas superiores, casi todos los electrones quedan atrapados en la manta gruesa y compacta. Para los semiconductores, tenemos medios para crear artificialmente un espacio donde no hay electrones libres por encima de la manta. Podemos hacer que la brecha sea más ancha o más estrecha, por así decirlo, y así jugar con la avalancha de pelotas de golf. Una brecha amplia detendrá la mayoría de los electrones, si no todos, mientras que una brecha estrecha detendrá pocos, si no ninguno, actuando como un grifo en el flujo de agua.

El flujo de corriente es el movimiento de avalancha de electrones sobre la manta. Si hay muchas pelotas de golf en la avalancha, comienzan a formarse una nueva capa compacta que se adhiere a la manta subyacente y la avalancha se completará con un débito determinado, como una avalancha en un túnel. Esto es lo máximo que podemos estirar esta analogía.

Ahora imagine que todo esto está en el volumen, no en la superficie del piso del túnel … como partículas de arena muy finas empujadas a través de una masa similar a una esponja.

Espero eso ayude.

La electricidad se transmite a nivel atómico, no a nivel subatómico.

Existen diferentes modelos de electricidad, que podemos ver en el experimento del efecto Hall.

En los metales, hay un “mar” de electrones, ya que los electrones no están unidos a átomos individuales sino que deambulan en una nube de electrones. Uno aplica un campo que hace que la carga se mueva. Los electrones fluyen fuera del metal, pero fluye un número similar.

En algunos metales, no son los electrones los que llevan la carga, sino los agujeros. Entonces uno obtiene un portador de carga positiva creado por un agujero en el mar negativo. Es más bien como consideramos a las burbujas como una entidad, en lugar de perder agua.

Los campos eléctricos y magnéticos no existen en el metal. En cambio, son radiales y circunscriben la corriente, y el vector de Apuntar se usa para mostrar que la energía es transmitida por la corriente. Debido a que es esencialmente un efecto de superficie, esta es la razón por la cual los cables eléctricos tienden a ser de múltiples hilos, en lugar de que un cable grueso como un tubo de agua sea un solo tubo.

Pero para los laicos comunes, es mejor atenerse a lo que Heaviside llamó el modelo de ‘tubería de drenaje’.