¿Por qué las señales viajan con la velocidad de la luz en las líneas de transmisión y no con la velocidad de los electrones?

No es como si los electrones transportaran señales literalmente. Los electrones en promedio viajan en el orden de milímetros por segundo. Pero incluso cuando ese es el caso, puede ver que la bombilla se ilumina instantáneamente cuando enciende el interruptor. Esto se debe a que se establece un campo eléctrico en las líneas de transmisión a la velocidad de la luz. Esto significa que los electrones en todas partes en las líneas comienzan a moverse a una velocidad uniforme cuando se configura la señal.

Se debe a que el flujo de corriente en la línea de transmisión no se debe al movimiento físico de los electrones, sino al efecto que crea el movimiento de los electrones, se puede simular con un ejemplo de gran número de bolas rellenas en un tubo colocado horizontalmente, en tal de manera que en cualquier instante el número de bolas siempre permanezca igual que inicialmente, de modo que cuando empujas de un lado instantáneamente una bola cae desde el otro lado, independientemente de la velocidad de movimiento de la bola que empuja, de la misma manera los electrones se pueden considerar como bolas muy apretadas en un cable conductor Si un número fijo.
Los electrones sienten la fuerza de empuje tan pronto como se configura el campo eléctrico dentro del conductor, lo que ocurre no exactamente a la velocidad de la luz sino a un valor menor (esta diferencia puede ser notable durante millones de millas de transmisión), y obtenemos la transmisión aproximadamente a la velocidad de la luz .

La velocidad de un electrón está limitada por la fuerza que experimenta. F = qE, F = ma, E = V / d, y luego tienes algo llamado movilidad (velocidad adquirida por unidad de campo E). La velocidad de una onda electromagnética está limitada por la permitividad y permeabilidad del medio. Al aire libre, esto equivale a la velocidad de la luz.

Nota: La señal no es el movimiento de un solo electrón desde el punto de partida hasta el final. Cuando un electrón entra, otro electrón sale en el otro extremo.