¿Los electrones viajan a través de un cable eléctrico a la velocidad de la luz?

Hay una diferencia entre corriente alterna (CA, es decir, como en su hogar) y corriente continua (CC, como de una batería y algunos cables de transmisión de alto voltaje). Viktor tiene razón, ya que la corriente eléctrica es como bolas en un tubo que se empujan entre sí.

MC Physics en http://www.mcphysics.org , sugeriría que son partículas cargadas reales (electrones) las que se empujan entre sí a través de la fuerza de carga electrostática. En la CA, los electrones están vibrando en su lugar con cierta deriva. En DC, los electrones se mueven / saltan entre los átomos. por lo tanto, la corriente continua viaja más rápido, pero no a la velocidad máxima de la luz debido a las interacciones electrostáticas a medida que los electrones viajan entre los átomos.

En ambos casos, la energía cinética de los electrones en movimiento le está dando al sistema la potencia necesaria. Las cargas en movimiento crean los campos eléctricos y magnéticos alternos (EMF) que se ven dentro y alrededor de los cables y es ese EMF el que se utiliza para conducir motores y sensores eléctricos.

No, en realidad, ¡son increíblemente lentos!

En una linterna típica: ¡un electrón tarda unos 20 minutos en salir de la batería, alrededor del circuito, a través de la bombilla y volver a la batería!

Dicho esto, cuando enciende un interruptor de luz en su hogar, ¡no pasa un par de horas antes de que se encienda la luz!

La mejor analogía es pensar que el cable es una manguera de jardín de 10 metros de largo, y que los electrones son rodamientos de bolas de 1 centímetro de diámetro que llenan completamente la manguera de un extremo al otro sin espacios.

Si empuja un rodamiento de bolas adicional en un extremo de la manguera a una velocidad de (digamos) 1 cm por segundo, un rodamiento de bolas diferente se caerá del otro extremo de la manguera en aproximadamente un segundo.

Los rodamientos de bolas se mueven a 1 cm / segundo, pero el tiempo entre agregar esa bola adicional y ver salir un extremo del otro es de 10 metros / segundo, ¡que es mil veces más rápido!

Lo mismo ocurre con los electrones que se mueven lentamente, y la electricidad que se mueve a la velocidad de la luz.

No, el impulso eléctrico viaja cerca de la velocidad de la luz. Los electrones mismos viajan con su velocidad de deriva , que generalmente está en el rango de unos pocos centímetros por segundo hasta algunos micrómetros por segundo (por ejemplo, para 60 Hz CA). La velocidad de deriva depende de varios parámetros, incluidos el material conductor, el voltaje, la corriente, la frecuencia, etc.

Ver Velocidad de deriva – Wikipedia para más detalles.

Recuerdo haber hecho este cálculo hace mucho tiempo en la física de secundaria. La respuesta para la corriente continua en un cable de alimentación doméstico típico (sé que la alimentación doméstica no es CC, pero estaba en el problema …) fue de alrededor de 1 o 2 metros por hora. En la corriente de CA real, los electrones simplemente se mueven hacia adelante y hacia atrás una pequeña distancia 50 o 60 veces por segundo, con una ligera deriva además de eso. No sé el tamaño de esa pequeña distancia o la velocidad de deriva.

No El impulso eléctrico viaja cerca de la velocidad de la luz, pero es transmitido por los electrones “empujándose unos sobre otros” un poco como cojinetes de bolas en una fila, o como moléculas de aire golpeándose entre sí para transmitir sonido: ninguna de las moléculas continúa en el frente de presión mientras la onda de sonido se propaga.

La verdad es que si no hubiera resistencia, ese podría ser el caso, pero el cobre por naturaleza, aunque es un excelente conductor, ralentiza considerablemente las cosas. Sin embargo, no creo que la corriente eléctrica sea capaz de viajar a la velocidad de la luz. La luz es de naturaleza fotónica, ¿no? Caso en cuestión: la banda ancha de fibra es significativamente más rápida que la banda ancha de cobre y cuanto más lejos esté de la caja de conexiones, más lento se vuelve. Es decir: cuanto más cobre entre usted y la fuente de la corriente, más lento se vuelve.