¿Qué se mueve a través de un cable si la deriva de electrones es tan lenta en comparación?

No es necesario incluir fotones (frecuencias y longitudes típicas), lo creas o no es solo carga en movimiento.

Hay demasiados electrones libres en un conductor y ese es el “problema” cuando uno intenta usar la velocidad de deriva.

La ecuación es I = nAQv , n densidad de electrones libres, área A, carga Q de un electrón, v la famosa velocidad de deriva. Supongamos que necesitamos la velocidad de deriva para pasar 5 A en un cable de cobre de 0,5 mm2.

5 = (8.5 * 10 ^ 28) * (0.5 * 10 ^ -6) * (1.6 ^ -19) * v luego v = 7.35 * 10 ^ -4 m / so 0.735 mm / s

Para 5 A, necesita una velocidad de deriva muy baja para mover la carga equivalente por unidad de tiempo.

Pero externamente, el cable puede verse como un cubo lleno de electrones libres, coloque uno y luego uno debe salir en el otro extremo del cable (conservación de carga), muy rápido, para el beso de electrones adiós solo necesita la propagación de voltaje, y se mueve cerca de la velocidad de la luz.

Puede intentarlo de la manera más difícil, tomar electrones libres como gas, aplicar la distribución de Fermi Dirac, tomar el caso de partículas de alta velocidad, reducir a Maxwell Boltzmann, considerar el momento, los estados cuánticos en una esfera de Fermi, considerar extraer energía de baja energía de la longitud de onda de Broglie …

Es el campo eléctrico que cambia casi a la velocidad de la luz. Es el campo eléctrico que le da a los electrones su movimiento de deriva que constituye la corriente eléctrica. Para “la mayoría” de las situaciones, los cambios en el campo eléctrico son instantáneos. Los electrones comienzan a moverse en todo momento en el cable.

Incluso si el cambio del campo eléctrico tarda muy poco en propagarse a través del cable, a veces es importante. Si la frecuencia de cambio es alta y / o el cable es largo, el campo eléctrico no será el mismo en diferentes partes del cable.

Si el producto de la longitud del cable y la frecuencia es mucho menor que la luz de velocidad, entonces el campo eléctrico y la corriente eléctrica son los mismos en todo el cable.

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